Xilinx合纵连横打造统一架构28nm目标设计平台

2011年4月12日，Xilinx公司在京展示了已经开始出货的全球第一批Kintex-7 325T FPGA样片和评估板。包括Kintex-7在内，通过在能效、性能/容量以及性价比方面的突破创新，Xilinx 28nm的7系列产品提供了前所未有的可扩展性和生产力，扩展了赛灵思的目标设计平台战略，并让可编程逻辑扩展到更广阔的用户群体、终端市场和应用。

图：Kintex-7评估板

据介绍，随着首批Kintex-7 FPGA发往客户，Xilinx同时也推出了业界第一款28nm目标设计平台，包含Kintex-7 K325T FPGA、ISE 开发工具、AXI 4兼容IP以及一个在Kintex-7 FPGA KC705 评估板上运行的基准目标参考设计的初始版本。Xilinx高级副总裁表示，通过兼容行业标准，7系列即插即用的IP让工程师的开发过程更快。以AXI 4为例，嵌入式平台目标参考设计转化为AXI 4标准后，带宽比前代目标参考设计提高两倍。这一标准已得到业界领先的35家OEM厂商、EDA以及包括Xilinx在内的半导体厂商的支持。

在备受关注的功耗特性方面，相比前一代Virtex-6，Kintex-7功耗降低了将近一半。汤立人表示：“7 系列产品出色的功耗表现得益于Xilinx与代工厂TSMC紧密且深入的合作。”

图：Kintex-7的功耗更低

与以往采用代工厂的成熟制程技术不同，为了有效控制28nm工艺节点的漏电，Xilinx与TSMC合作，针对7 系列产品对其最新的高K金属栅极（HKMG）工艺进行了优化，共同开发出创新的高性能低功耗（HPL）工艺。HPL工艺的采用不仅在缩小几何尺寸的同时提高了容量和系统性能，也显著降低了28nm器件的静态功耗。据了解，在7系列成功推出后，HPL工艺已被数家公司采用。

2010年12月Altera发布了面向28nm系列产品的工艺技术策略。Altera将在其28nm系列产品中采用两种不同的工艺技术——高端FPGA系列选用TSMC 28nm高性能（HP）工艺，低功耗（LP）工艺技术用于生产低成本和中端系列产品。

Xilinx在高端的Virtex-7产品上为什么不采用TSMC现有的高性能（HP）28nm工艺呢？汤立人将两种工艺进行了对比，与采用HP工艺实现增量时钟加速相比，采用HPL的7系列产品静态功耗和整体功耗分别降低了50%和30%。与功耗的大幅度增加相比，采用HP工艺对性能的提升显得微不足道，反而将迫使工程师在设计中把许多精力放在功耗和散热问题上。他们可能需要在最终的系统中采用复杂的散热装置，甚至于风扇或者水冷系统以及相关的供电线路，从而造成额外的系统成本。

此外，7系列面向高端应用的Virtex-7部分器件还将采用与TSMC共同开发的堆叠硅片互连技术。这一创新技术充分利用无所不在的图像传感器微焊点技术，硅直通孔采用大节距、低密度技术有助于提高工艺性，其不带晶体管的无源硅插技术（65nm）不但能够实现高可靠性，而且不会造成性能的下降。

图：堆叠硅片互连技术

汤立人透露，容量高达200万个逻辑单元的Virtex-7 2000T将成为首个使用堆叠硅片互连技术的器件。这项新技术在研发过程中经过了多次改进和验证，已将风险性降至最低。此外，在28nm之后的工艺节点，存储和模拟部分将更难实现，因此采用这类堆叠的方式将成为提高良率、优化成本的有效途径之一。

据了解，Virtex-7 FPGA 485T和容量高达200万个逻辑单元的2000T样片将分别在今年的8月份和11月份开始发货，Artix-7 FPGA样片将会在2012年第1季度开始发货。得益于业经验证的平台和统一架构，7系列的上市速度更快，产品也更为丰富。

图：Xilinx产品上市计划

展望未来，Xilinx仍将联合整个生态系统和产业链，开发更高性能、更低成本、更快上市的产品。可以预见，高集成度和面向应用将是Xilinx下一代产品的特色。在软件编程方面，希望通过收购AUTOESL设计公司，Xilinx能加速FPGA设计由组件级的HDL语言上升到C、C++和MATLAB等系统级语言，显著降低FPGA的设计门槛。