一、FPGA芯片命名規則

1、對于Xilinx芯片

XC7VX485T是芯片型號，表示(shi)屬于Xilinx公司(si)的(de)V7系列的(de)芯片，485T表示(shi)其有48.5萬個邏輯單元。-2表示(shi)速(su)度(du)等級(ji)(ji)(ji)，對于Xilinx FPGA來說，一般(ban)有-1，-2，-3三個等級(ji)(ji)(ji)，值越大(da)，速(su)度(du)越高。FFG表示(shi)封裝方式，1761表示(shi)引腳數。C代表的(de)是溫度(du)等級(ji)(ji)(ji)Temperature grade，這里是商(shang)用(yong)（Commercial），如(ru)果是I就是工業用(yong)。

同(tong)一(yi)款芯(xin)片(pian)(pian)可以(yi)有多個速度等級(ji)，不同(tong)的(de)(de)(de)速度等級(ji)代表著不同(tong)的(de)(de)(de)性能(neng)，不同(tong)的(de)(de)(de)性能(neng)又導致芯(xin)片(pian)(pian)價格(ge)的(de)(de)(de)巨大差異。芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)速度等級(ji)不是(shi)設計出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)，而是(shi)在芯(xin)片(pian)(pian)生(sheng)產(chan)出(chu)來(lai)之后，實際測試標定出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)。速度快的(de)(de)(de)芯(xin)片(pian)(pian)在總產(chan)量中的(de)(de)(de)比率低，價格(ge)也就相應地高。那么是(shi)什么因素導致了同(tong)一(yi)批(pi)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)性能(neng)差異，主要有下面兩點：

芯(xin)片(pian)的(de)(de)速度(du)等級決定于芯(xin)片(pian)內部的(de)(de)門延時和線延時，這兩個因素又決定于晶體管的(de)(de)長度(du)L和容值C，這兩個數(shu)值的(de)(de)差異最終決定于芯(xin)片(pian)的(de)(de)生產(chan)工藝。

在芯片生產(chan)過程中(zhong)，有一(yi)個(ge)階段叫做speed binning。就是(shi)采(cai)用一(yi)定的(de)方法，按照一(yi)組(zu)標(biao)準對(dui)生產(chan)出來的(de)芯片進(jin)行(xing)篩選和分類，進(jin)而(er)劃(hua)分不同的(de)速度(du)等(deng)級。

2、對于Altera的FPGA芯片

以EP2C35F672C6N為例做一個(ge)說明：

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(biao)示大約(yue)有35k的邏輯單元；

F：表示PCB封裝類型，F是(shi)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(jiao)數量；

C：工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)，C表(biao)示可以(yi)(yi)工(gong)作(zuo)在0°C到85°C，I表(biao)示可以(yi)(yi)工(gong)作(zuo)在-40°到100°C，A表(biao)示可以(yi)(yi)工(gong)作(zuo)在-40°C到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：速度等級，6約最大是500Mhz，7約最大是430Mhz，8約最大是400Mhz；

N：后綴，N表示無鉛，ES工(gong)程(cheng)樣片。

二、fpga芯片怎么選型

1、性能需求

在選型FPGA時(shi)，性能需求是首要(yao)考慮的(de)因(yin)素。這些需求通常取(qu)決(jue)于(yu)目標應用(yong)的(de)特(te)性，如處(chu)(chu)理(li)速度(du)、數據(ju)吞(tun)吐(tu)量(liang)以(yi)及并行處(chu)(chu)理(li)能力。高(gao)性能FPGA能夠(gou)提供(gong)較大(da)的(de)邏輯容量(liang)、更(geng)多(duo)的(de)I/O端口(kou)和更(geng)高(gao)的(de)處(chu)(chu)理(li)速度(du)。這對于(yu)需要(yao)處(chu)(chu)理(li)大(da)量(liang)數據(ju)或需要(yao)高(gao)速數據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)應用(yong)至關重要(yao)。

例如，使用(yong)FPGA進行圖像處理或(huo)機器學習應用(yong)，就需(xu)(xu)要有足夠的(de)(de)(de)邏輯容量來實(shi)現復雜的(de)(de)(de)算法。同時(shi)，為(wei)了支持高速(su)(su)的(de)(de)(de)數據輸入輸出，對I/O的(de)(de)(de)數量和速(su)(su)度也有較高的(de)(de)(de)要求(qiu)。設計者需(xu)(xu)要評估應用(yong)場景中(zhong)的(de)(de)(de)具(ju)體需(xu)(xu)求(qiu)，選擇符合性能指標的(de)(de)(de)FPGA。

2、成本限制

成(cheng)本是FPGA選(xuan)型過程中(zhong)另(ling)(ling)一個(ge)重要考量。這(zhe)不僅包括芯(xin)片(pian)本身的成(cheng)本，還(huan)涉及開發、測試和生產(chan)階段可能(neng)產(chan)生的額(e)外(wai)成(cheng)本。對于(yu)預算有(you)限的項目(mu)，可能(neng)需要權衡性(xing)能(neng)和成(cheng)本，選(xuan)擇(ze)性(xing)價(jia)比最高(gao)的方(fang)案。另(ling)(ling)外(wai)，選(xuan)擇(ze)具有(you)較好市場支持和供應鏈穩定性(xing)的FPGA品牌也(ye)有(you)助于(yu)控制成(cheng)本。

在成本控(kong)制的同時，還需要考(kao)慮產(chan)(chan)品的未來升級和維護。選擇能夠提供兼容產(chan)(chan)品線和長(chang)期技術支持(chi)的FPGA廠商，可以減(jian)少后續迭代開(kai)發的成本壓力。

3、功耗

對(dui)于便攜式設備(bei)或能(neng)耗(hao)敏感(gan)的(de)應用來(lai)說，FPGA的(de)功(gong)(gong)耗(hao)是至(zhi)關重(zhong)要的(de)考量(liang)因素。設計時需要考慮靜態(tai)功(gong)(gong)耗(hao)和動態(tai)功(gong)(gong)耗(hao)，選擇(ze)低功(gong)(gong)耗(hao)FPGA有助于延長設備(bei)的(de)電池壽命，并減(jian)小(xiao)散熱(re)需求。在選型時要仔(zi)細比較(jiao)不(bu)同芯片的(de)功(gong)(gong)耗(hao)數據，并考慮采用電源管理(li)技術(shu)來(lai)進一步(bu)減(jian)少能(neng)耗(hao)。

例如，部分(fen)FPGA提供低(di)(di)功(gong)耗(hao)模(mo)式，能(neng)在不犧牲性能(neng)的情況下有(you)效降低(di)(di)功(gong)耗(hao)。同時，也可以通過優化(hua)設計(ji)，比如減少不必要的開關動作(zuo)，來降低(di)(di)功(gong)耗(hao)。

4、開發工具和生態系統

選型FPGA時，還需考(kao)慮其開(kai)(kai)發(fa)工具和生態(tai)系(xi)統(tong)。一個強大、用戶友(you)好(hao)的(de)開(kai)(kai)發(fa)環境，能夠大大提高開(kai)(kai)發(fa)效(xiao)率和產品上市(shi)速度。包(bao)括(kuo)高級語(yu)言支(zhi)持、仿真和調試(shi)工具、以及豐(feng)富的(de)IP（知(zhi)識產權(quan)）核和參(can)考(kao)設計，都(dou)是(shi)選擇FPGA時不(bu)可忽視的(de)因素。

此外，考慮(lv)到產(chan)(chan)品(pin)的長期發展，選擇具有良好生態系統支持的FPGA品(pin)牌，可以確保(bao)在產(chan)(chan)品(pin)的整個生命周期內都能獲得技術更新和支持服(fu)務。

5、可配置性與可擴展性

最后(hou)，FPGA的(de)可配置性和可擴展(zhan)(zhan)性也是重(zhong)要的(de)選型因素。好的(de)FPGA設(she)計應(ying)該能(neng)夠支持在產(chan)品的(de)使用過程中進行升級(ji)和修(xiu)改，以適應(ying)不斷變化的(de)需求。可配置性強(qiang)的(de)FPGA能(neng)夠通過軟件(jian)升級(ji)來增加新功能(neng)或改進性能(neng)，這為產(chan)品的(de)未來發(fa)展(zhan)(zhan)留(liu)下了充分的(de)空間。

同時(shi)，可擴(kuo)(kuo)展性意味著(zhu)產品可以通過增加額外(wai)的FPGA模塊來擴(kuo)(kuo)展其功能。這一特性對于希望將投資最(zui)大(da)化的用戶來說(shuo)非常重要(yao)，因為它允許產品隨(sui)著(zhu)時(shi)間的推移(yi)而(er)(er)不斷進化，而(er)(er)不是在(zai)需求發展時(shi)就變得(de)過時(shi)。

通過綜合考慮這些因素，選擇合適的FPGA芯片對于(yu)確保項目成(cheng)功(gong)、控制成(cheng)本和提高產品競爭力(li)都至關重要。