一、FPGA芯片命名規則

1、對于Xilinx芯片

XC7VX485T是芯片(pian)型(xing)號(hao)，表示屬于Xilinx公司的V7系(xi)列的芯片(pian)，485T表示其有(you)48.5萬個(ge)邏輯單(dan)元。-2表示速(su)度等級，對于Xilinx FPGA來說，一(yi)般有(you)-1，-2，-3三個(ge)等級，值越大，速(su)度越高。FFG表示封(feng)裝方(fang)式，1761表示引(yin)腳數(shu)。C代(dai)表的是溫度等級Temperature grade，這里是商用(yong)（Commercial），如果是I就是工業用(yong)。

同一(yi)款芯(xin)片可以有多個速度(du)(du)等(deng)級(ji)，不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)速度(du)(du)等(deng)級(ji)代表著不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)，不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)又導致芯(xin)片價格的(de)(de)(de)巨大(da)差異(yi)。芯(xin)片的(de)(de)(de)速度(du)(du)等(deng)級(ji)不(bu)(bu)是(shi)(shi)設計出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)，而是(shi)(shi)在(zai)芯(xin)片生產(chan)(chan)出(chu)來(lai)之后，實(shi)際測試標定(ding)出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)。速度(du)(du)快的(de)(de)(de)芯(xin)片在(zai)總產(chan)(chan)量中的(de)(de)(de)比率低，價格也就相應地(di)高。那么(me)是(shi)(shi)什(shen)么(me)因素導致了同一(yi)批(pi)芯(xin)片的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)差異(yi)，主要有下(xia)面(mian)兩點：

芯片的速度(du)等級決(jue)定于(yu)(yu)芯片內部的門(men)延時(shi)和線延時(shi)，這兩個(ge)(ge)因素(su)又決(jue)定于(yu)(yu)晶(jing)體管的長(chang)度(du)L和容值C，這兩個(ge)(ge)數值的差(cha)異最(zui)終決(jue)定于(yu)(yu)芯片的生(sheng)產(chan)工藝。

在芯片生(sheng)產過程中(zhong)，有一個階段叫做speed binning。就是采用一定的方法，按照一組標準對生(sheng)產出來(lai)的芯片進行篩選(xuan)和分類，進而劃分不同的速度(du)等(deng)級。

2、對于Altera的FPGA芯片

以EP2C35F672C6N為例做一個說明(ming)：

EP：工藝；

2C：cyclone II（颶風）（S代(dai)表(biao)Stratix，A代(dai)表(biao)arria）；

35：邏輯單元數，35表示(shi)大(da)約有35k的邏輯單元；

F：表示PCB封裝類型，F是FBGA封裝，E（EQFP）、Q（PQFP）、U（UBGA）、M（MBGA）；

Package Type：

E：Plastic Enhanced Quad Flat Pack（EQFP）

Q：Plastic Quad Flat Pack（PQFP）

F：FineLine Ball-Grid Array（FBGA）

U：Ultra FineLine Ball-Grid Array（UBGA）

M：Micro FineLine Ball-Grid Array（MBGA）

672：表示引腳數量；

C：工作(zuo)溫度，C表示(shi)可(ke)以工作(zuo)在0°C到(dao)85°C，I表示(shi)可(ke)以工作(zuo)在-40°到(dao)100°C，A表示(shi)可(ke)以工作(zuo)在-40°C到(dao)125°C；

Operating Temperature：

C：Commercial temperature（TJ=0°Cto85°C）

I：Industrial temperature（TJ=-40°Cto100°C）

A：Automotive temperature（TJ=40°Cto125°C）

6：速度等(deng)級，6約(yue)(yue)最(zui)大(da)是500Mhz，7約(yue)(yue)最(zui)大(da)是430Mhz，8約(yue)(yue)最(zui)大(da)是400Mhz；

N：后(hou)綴，N表示無(wu)鉛(qian)，ES工程樣片。

二、fpga芯片怎么選型

1、性能需求

在(zai)選型FPGA時，性能需(xu)求是首要考慮的(de)因素。這(zhe)(zhe)些需(xu)求通(tong)常取決(jue)于目(mu)標應(ying)用的(de)特性，如(ru)處理(li)(li)速度、數據吞吐量(liang)以(yi)及并行處理(li)(li)能力。高(gao)性能FPGA能夠提供較大的(de)邏(luo)輯容(rong)量(liang)、更多的(de)I/O端口和(he)更高(gao)的(de)處理(li)(li)速度。這(zhe)(zhe)對于需(xu)要處理(li)(li)大量(liang)數據或(huo)需(xu)要高(gao)速數據傳(chuan)輸(shu)的(de)應(ying)用至關重(zhong)要。

例如，使用(yong)FPGA進行圖像處理或機器學(xue)習(xi)應用(yong)，就需要有足夠(gou)的(de)(de)邏(luo)輯容量(liang)來實現復雜的(de)(de)算(suan)法。同時，為(wei)了支持高速的(de)(de)數據輸(shu)入(ru)輸(shu)出，對(dui)I/O的(de)(de)數量(liang)和(he)速度(du)也有較高的(de)(de)要求。設計(ji)者(zhe)需要評估應用(yong)場景中的(de)(de)具體(ti)需求，選(xuan)擇符合性能指標的(de)(de)FPGA。

2、成本限制

成(cheng)本(ben)是FPGA選(xuan)型過(guo)程中(zhong)另一個(ge)重(zhong)要考(kao)量。這不僅包(bao)括芯片本(ben)身的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben)，還(huan)涉及(ji)開發(fa)、測(ce)試和生產(chan)階(jie)段可能產(chan)生的(de)(de)(de)額外成(cheng)本(ben)。對于預算有限(xian)的(de)(de)(de)項(xiang)目(mu)，可能需要權衡性能和成(cheng)本(ben)，選(xuan)擇性價(jia)比最高的(de)(de)(de)方(fang)案(an)。另外，選(xuan)擇具有較(jiao)好(hao)市場(chang)支持和供應鏈(lian)穩(wen)定性的(de)(de)(de)FPGA品牌也有助于控制成(cheng)本(ben)。

在成本控(kong)制的(de)同(tong)時，還需要考(kao)慮產(chan)品的(de)未來升級和維護。選(xuan)擇能夠(gou)提供兼容產(chan)品線和長期技術支(zhi)持(chi)的(de)FPGA廠商，可以減少后續迭代開發(fa)的(de)成本壓力。

3、功耗

對于便攜式設(she)備(bei)或能耗(hao)敏(min)感的(de)應用來說，FPGA的(de)功(gong)耗(hao)是至關重(zhong)要的(de)考量因素。設(she)計(ji)時需要考慮靜態功(gong)耗(hao)和(he)動(dong)態功(gong)耗(hao)，選擇低(di)功(gong)耗(hao)FPGA有助于延長設(she)備(bei)的(de)電池壽(shou)命(ming)，并減(jian)小散熱需求。在選型時要仔細比(bi)較不同芯片的(de)功(gong)耗(hao)數據，并考慮采用電源(yuan)管理技術來進一步減(jian)少(shao)能耗(hao)。

例(li)如，部分(fen)FPGA提供低功耗模(mo)式，能在不犧牲性(xing)能的(de)情況下有效降(jiang)(jiang)低功耗。同(tong)時，也可以通(tong)過優(you)化設計，比如減(jian)少不必要(yao)的(de)開關(guan)動作，來降(jiang)(jiang)低功耗。

4、開發工具和生態系統

選型(xing)FPGA時，還(huan)需考慮其開發工具(ju)和(he)生態系統。一個強大、用(yong)戶(hu)友好的開發環境(jing)，能夠大大提(ti)高開發效率(lv)和(he)產品(pin)上市速度。包括高級(ji)語言支持、仿真(zhen)和(he)調試(shi)工具(ju)、以(yi)及(ji)豐(feng)富(fu)的IP（知識產權）核和(he)參考設計，都(dou)是選擇FPGA時不(bu)可忽(hu)視的因素。

此(ci)外，考慮到產(chan)品(pin)的(de)長期發展，選擇具有良好生態(tai)系統支持的(de)FPGA品(pin)牌，可以確(que)保在產(chan)品(pin)的(de)整個(ge)生命周(zhou)期內都(dou)能獲得技(ji)術更新和支持服務。

5、可配置性與可擴展性

最(zui)后，FPGA的(de)(de)(de)可(ke)配置性(xing)和可(ke)擴展性(xing)也(ye)是重要的(de)(de)(de)選型因素。好的(de)(de)(de)FPGA設計應(ying)該能(neng)(neng)夠支持在產品的(de)(de)(de)使用(yong)過程中進(jin)行升級(ji)和修改(gai)，以適應(ying)不斷變(bian)化的(de)(de)(de)需求(qiu)。可(ke)配置性(xing)強的(de)(de)(de)FPGA能(neng)(neng)夠通過軟(ruan)件升級(ji)來增加新功能(neng)(neng)或改(gai)進(jin)性(xing)能(neng)(neng)，這(zhe)為產品的(de)(de)(de)未來發展留下了(le)充分的(de)(de)(de)空間(jian)。

同(tong)時(shi)，可擴展性意味著產品(pin)可以通過(guo)增加額外的FPGA模塊來擴展其功能。這一特性對于(yu)希(xi)望將(jiang)投資最大(da)化的用戶來說非(fei)常重要，因(yin)為它允許產品(pin)隨著時(shi)間的推(tui)移而(er)不(bu)斷進化，而(er)不(bu)是在需(xu)求發(fa)展時(shi)就變得過(guo)時(shi)。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對于確保項(xiang)目成功、控制成本(ben)和(he)提高產(chan)品競爭力都至關重要。