赛灵思的 28nm平台以其业界领先的第四代针对应用的组合模块 (ASMBL) 架构为基础，并采用 Virtex-4 FPGA 系列率先推出的独特列状技术（columnar technology）。赛灵思在其经过验证的Virtex-6 ASMBL架构、200 多项技术创新以及100 项新专利的强大基础上，推出三款全新统一的28nm FPGA系列产品。所有这些新系列产品均采用相同架构建置模块（逻辑架构、Block RAM、时脉技术、DSP单元与SelectIO技术），以不同比例组合，并针对不同应用进行最佳化，能满足从最低到最高元件密度和功能需求。这种方法使我们能够推出目前最完整的28nm 可编程产品系列，其中包括业界功耗和成本最低的Artix-7系列、业界性价比最高的Kintex-7 系列，以及业界系统效能和容量最高的Virtex- 7系列。

相对于前代FPGA 系列产品而言，Artix-7 FPGA 的功耗比Spartan-6 FPGA 减少一半，成本降低35%，面积也缩减一半；而Kintex-7 FPGA以Virtex-6 FPGA 一半的成本和功耗提供了与其相当的效能。此外，Virtex-7 FPGA 的密度达到 200 万个逻辑单元，比前代或现有的任何 FPGA 密度都高，在降低一半功耗的情况下达到系统效能加倍的目标。赛灵思制定 EasyPath 成本降低计画，可确保 Virtex-7 FPGA 用户在无需增量转换或工程投资的情况下还能将成本再降低 35%。开发人员可使用从低成本到超高阶的多款统一 FPGA 产品系列，轻松满足应用扩展需求，让28nm产品系列支援各种系统效能、容量和成本要求，同时不超过系统功耗预算。

针对功耗、效能和可扩充性而最佳化

功耗是阻碍可编程逻辑向 ASIC 和 ASSP 的新应用和新市场扩展的关键因素。在消费领域，功耗预算会限制视讯解析度的提高和整合图形处理特性，而功耗预算又是由可用电池使用寿命来决定。消费者家中使用的电器越来越多，将会造成城市用电负荷上升，这也催生了新的法规，要求电器制造商必须将功耗降低多达 40%。同时，用电成本上升，也将成为其设备运营的主要支出，这一点在大型基础设施系统中尤其明显。比方说，在有线通讯系统中，用电成本占运营支出多达四成。

《图一 赛灵思统一FPGA系列》

赛灵思千方百计从制程、架构和软体等不同角度降低功耗，使 7 系列 FPGA 产品比前代产品总功耗降低一半，静态功耗锐减 65%。赛灵思从晶片制程技术开始着手，与台积电通力合作，共同定义最新28nm高介电层金属闸极(HKMG) 制程技术，专为FPGA 及其他核心逻辑元件进行最佳化，使其静态功耗比标准28nm 高效能制程降低一半，同时仍能满足高强度应用的效能需求。赛灵思工程师还达到创新性架构增强，将核心逻辑和 I/O 的动态功耗均降低多达 30%。上述架构增强特性包括：认真选择电晶体，以达到每个硬式模组功耗降低目标；以及添加低功耗I/O 模式，以达到系统高频宽并显著降低功耗（其中包括客户可选的I /O 模式，在I/O 闲置时进一步降低功耗）。对于希望进一步达到节能的赛灵思客户而言，他们可用ISE 设计套件软体版本来支援28nm FPGA 系列所采用的智慧时脉闸控技术和第五代部分可重配置技术，将动态功耗再次降低30%。此外，选用 0.9V Vcc低功率元件可将静态功耗和动态功耗分别再降低 27% 和 20%。

赛灵思从28nm制程技术方面降低功耗的方法主要以避免浪费电力为重点，可提高可用效能，尤其是可将超高阶产品的DSP 效能提升至2.37 TMAC，让200 万个逻辑单元的时脉速度都高达600 MHz，而且高速连接效能高达2.4 Tbps。赛灵思对所有FPGA元件进行改进，以促进系统效能提升，并透过相互平衡达到前所未有的超高效能，包括逻辑容量扩大2.5 倍，以能够并行运行更多计算，而且DSP 的内部核心讯号或资料处理能力提升1.9 倍。就内部资料缓冲而言，7 系列的内部 BRAM 增加 1.7 倍，闲置时可以关闭，从而达到节能目标。就外部记忆体介面而言，DDR3 效能比 Virtex-6 FPGA多一倍，达到2,133 Mbps，成为 FPGA 业界的最高效能。事实上，整体 I/O 传输量以达到前所未有的高，相对于前代产品而言，并行频宽提升 1.2 倍，序列频宽提升 1.6 倍，I/O速度超过 1.9 Tbps。此外，赛灵思还增加嵌入式序列收发器的数量，提升其效能，线速高达 13.1Gbps，且单个 FPGA 能支援多达 80 个收发器。

赛灵思统一28nm 架构的可扩充性使开发人员能够针对应用进行资源适当组合，充分而高效地发挥所有功能，从而让设计方案在功能方面可根据需要收放自如，既可降低功耗和成本，又能大幅提升效能。统一架构不仅支援三款全新 28nm FPGA 系列间的转移，而且还简化从上一代赛灵思 FPGA 中转移设计方案的工作。由于 28nm 架构的 FPGA 元件源自 Virtex-6 系列，因此设计人员现在就能用 Virtex-6 和 Spartan-6 FPGA 开始设计工作，而且能确保目前的设计方案能转移到 7 系列 FPGA 上。系统制造商还能利用其专有 IP投资的效益，快速扩展产品系列，提供具有更高效能或更低成本的产品，从而满足相邻市场需求。赛灵思及其第三方 IP核心供应商还能在整个 28nm 产品系列上更迅速地建置丰富的IP，及更快地回应于更大规模 FPGA 开发生态系统的要求。赛灵思及其生态系统合作伙伴共同建置28nm 特定设计平台，将IP 核心、参考设计、开发工具和样本整合到完整套件中，以帮助赛灵思客户降低成本，缩短开发时间，更顺利地建置可编程解决方案，支援更多不同类型应用，并满足从低成本到超高阶系统的各种要求。这对今后发展至关重要。

Artix-7 FPGA 系列

Artix-7系列提供业界最低功耗、最低成本的FPGA，采用小型化封装以及Virtex 架构增强技术，能满足小型化量产产品市场需求，这也正是之前ASSP、ASIC 和低成本FPGA 所针对的市场领域。 Artix-7 元件的密度从 2 万到 35.5万个逻辑单元不等，比Spartan-6 FPGA 速度快 30%，功耗降低一半，且价格也降低 35%。设计人员从Spartan-6 FPGA 转移到 Artix-7 元件，可将静态功耗降低多达 85%，动态功耗则降低多达 35%。其主要特性包括支援高达3.75 Gbps 线速的GPT 序列收发器、支援3.3 V、连接到传统元件的I/O，以及最低功耗的线焊封装，此外也可选尺寸最小的晶片级封装和1.0 mm球间距的低成本PCB 制造封装。

Artix-7 FPGA既能满足电池供电的可携式超音波设备的低功耗高效能需求（功耗不到2W），又能满足高阶商用数位相机镜头控制和供电电压为12V的新一代车载资讯娱乐系统的小型、低功耗要求，还能满足军用航空电子和通讯设备严格的SWAP-C（大小、重量、功耗和成本）要求。

Kintex-7 FPGA 系列

Kintex-7 系列是一种新产品，能以不到一半价格获得 Virtex-6 FPGA 的效能，性价比加倍，而且功耗减少一半，为高阶功能提供平衡最佳化的配置。这种高度最佳化的产品旨在用于低成本讯号处理，其提供丰富的DSP单元、内部记忆体和10.3 Gbps 的GTX 序列​​收发器，且价格极富吸引力，非常适用于中等密度的应用需求。 Kintex-7 FPGA 的逻辑密度从3 万到 40万逻辑单元不等，效能比 Artix-7 FPGA 高 40%，与 Virtex-6 FPGA 相当，速度比 Spartan-6 FPGA 提高 70%。

Kintex-7 FPGA 提供低功耗高效能的讯号处理能力，理想适用于长期演进 (LTE) 无线电和基频子系统的达到。第五代部分重配置技术进一步降低功耗和成本，能广泛应用于femtocell微型蜂巢式基地台、pico基地台和主流基地台中。上述产品的序列连接功能、记忆体和逻辑效能也非常适用于量产的有线通讯设备，如10G 无源光网路(PON) 光线路终端(OLT) 线路卡，可为家庭社区提供高速网路。

《图二 First Kintex-7 Devic》

此外，Kintex-7 FPGA 不仅能帮助开发人员满足消费电子市场中高画质3D 平板显示器严格的成本和功耗要求，而且还可以提供支援新一代广播视讯点播系统的IP 视讯桥接器所需的高频宽和性价比，以及军用航空和可携式超声波设备所需的高效能图形处理能力，以支援多达128 个高解析度通道。

Virtex-7 FPGA 系列

与Virtex-6 FPGA 相比，Virtex-7 系列的系统效能加倍，功耗降低一半，速度提升30%，从而将此一业界最成功的 FPGA 架构推到更高的地位。该系列产品针对通讯系统进行最佳化，以最大型的 FPGA 支援最高效能和最高频宽序列连接功能。 Virtex-7 系列包含Virtex-7T 和Virtex-7XT 两个子系列产品，属于超高阶产品之列，在嵌入式收发器、DSP 单元、记忆体模组和高速I/O 的数量与效能方面将FPGA技术发挥到极致，为业界树立新的基准。

Virtex-7T 元件提供多达36 个10.3 Gbps GTX 序列​​收发器，具有超高阶逻辑容量（逻辑单元多达200 万个），而且达到业界最高的并行I/O 频宽（SelectIO™ 针脚多达1200个）。这种 I/O 配置提供最大量的 72 位 DDR3 记忆体并行 bank，支援 2,133 Mbps效能。Virtex-7XT 产品将功能进一步扩展，其单个FPGA 就能达到最高序列频宽，不仅可提供多达72 个速度达10.3 Gbps 的GTH 收发器，或80 个GTH 和GTX 收发器（其中24 个运行速度为13.1 Gbps，另外56 个运行速度为10.3 Gbps），而且还具有更高的DSP到逻辑比(DSP-to-logic ratio)，可达到更高传输量，支援多达3,960 个600 MHz 的DSP单元，总效能达4.7 TMAC。此外，7XT FPGA 还有更出色的晶片内建BRAM到逻辑比，高达 65 MB，可满足低延迟资料缓冲要求。赛灵思将在本系列中增加具备 28 Gbps 收发器的产品，具体情况将稍后披露。

Virtex-7 FPGA 旨在满足最高效能无线、有线和广播基础设施子系统的需求。 Virtex-7 FPGA 的 TeraMACC 讯号处理能力支援 400G 桥接和交换结构有线通讯、高级雷达和高效能计算系统。产品开发人员可用单个FPGA 的100GE 线路卡建置方案取代ASIC 和多晶片组ASSP 解决方案，以增加频宽，从而满足整合式多工器/转发器应用中100GB 光传输网路(OTN) 复用转发器、300G Interlaken 桥接器以及400G 光网卡的需求。此外，这种超高阶产品还提供建置新一代测试测量设备所需的逻辑密度、效能和 I/O 频宽。如果系统确实需要采用 ASIC，那么 Virtex-7 FPGA 可帮助设计人员在原型设计和模拟阶段减少元件数量，从而降低成本，减少互连/设计的复杂性。

新一代特定设计平台

最新28nm FPGA 系列产品为赛灵思新一代特定设计平台奠定坚实的晶片基础，可加速创新，降低开发系统的成本与系统功耗，并提高频宽和效能。与量产型40nm Virtex-6 和45nm Spartan-6 FPGA 系列同步首次推出的赛灵思特定设计平台策略为系统设计人员提供更简单、更智慧的设计方法，帮助他们透过整合FPGA 元件、设计工具、 IP、开发套件和特定参考设计这五大关键设计元素快速而高效建立地FPGA 晶片内建系统解决方案。增强型设计环境不仅提高效率和生产力，具有更庞大的 AMBA4/AXI4 互联 IP 生态系统，能满足随插即用设计需求，而且还提供针对特定市场不断发展的的特定参考设计。上述最新发展使赛灵思客户能在针对新一代应用过渡28nm 平台过程中，继续集中精力做好差异化工作。