采用堆疊硅片互聯技術的 FPGA 設計

　　賽靈思采用堆疊硅片互聯技術的 FPGA 所具備的最大優勢之一，是能夠將其當作單片器件對待。這一點非常重要，因為把大型設計分配給多個 FPGA 會帶來使用單片器件完全不會遇到的一系列復雜的設計挑戰。

　　單片 FPGA 設計流程中的典型步驟包括：

• 　　創建高級描述
• 　　綜合為與硬件資源匹配的 RTL 描述
• 　　進行物理布局布線
• 　　進行時序評估，調節設計實現時間收斂
• 　　生成用于 FPGA 編程的比特流。

　　在采用多個 FPGA 時，設計人員(或設計小組)必須將網表在多個 FPGA 間進行分區。采用多個網表，意味著同時打開和管理多個項目，而每個項目又有自己的設計文件、IP 庫、約束文件、封裝信息等。

　　此外，實現多 FPGA 設計的時間收斂極具挑戰性。計算和調節通過開發板到達其它 FPGA的傳輸延遲會帶來新的復雜問題。同樣，調試在多個 FPGA 上使用的多個部分網表的設計也極其復雜和困難。

　　相比之下，采用采用堆疊硅片互聯技術的 FPGA，設計人員只需要創建并管理一個設計項目。堆疊硅片互聯技術的走線對用戶來說是透明的。用戶可以使用標準的時間收斂流程來完成設計的構建與調試。

　　靈活的設計流程

　　ISE設計套件支持 Virtex-7 系列。設計人員可以從多個設計流程中選擇適用于采用堆疊硅片互聯技術的 FPGA 的設計流程?？蛇x的設計流程有按鈕式流程和基于模塊的流程。按鈕式流程側重于簡便易用，能夠提供滿足許多設計所需的 FPGA 性能。該流程能夠自動查找用最小的互聯數量進行邏輯分組的方法，讓各個邏輯組順利高效地走線。

　　基于模塊的設計流程有助于簡化層級化設計方法，支持團隊設計、增量構建及其它性能優化。基于模塊的設計流程還可使用PlanAheadTM 設計工具，以實現最佳布局規劃。

　　應用

　　賽靈思采用堆疊硅片互聯技術的 Virtex-7 FPGA 突破了單片 FPGA 的限制，使其能夠在某些要求最高的應用中發揮價值。例如，這些器件理想適用于 ASIC 原型設計，還可用于 ASIC的預生產和/或初期生產替代品。在新一代通信系統中，集成有數十個串行收發器的器件可以實現靈活的單芯片 FPGA 解決方案，比如 300G 的協議橋接或可替代多個 ASSP 的多路復用轉發器，從而將成本和功耗分別降低 60% 和 50%。它們還能用于實現靈活、可擴展、定制化的高性能計算解決方案，以滿足科研、石油天然氣、金融、航空航天與軍用、通信、網絡和生命科學等應用需求。FPGA 架構內在的并行處理能力非常適用于高吞吐量處理和軟件加速。對多種高速并行和串行連接標準的支持有助于計算和通信系統的融合。在航空航天與軍用領域，采用堆疊硅片互聯技術的 FPGA 提供的高收發器數量和上萬的 DSP 處理元件能夠實現先進的雷達系統。

　　總結

　　作為唯一一家采用堆疊硅片互聯技術創造出擁有無以倫比的芯片間帶寬的超高容量FPGA 的制造商，賽靈思在系統級集成領域實現了新的重大突破。堆疊硅片互聯技術使賽靈思的每個工藝節點都能實現最大的邏輯密度、最高的帶寬和最豐富的片上資源，并以最快的速度投入量產。

　　靈活的設計流程提供了完整易用的設計工具， ，客戶會發現使用這些擁有堆疊硅片互聯技術的 FPGA 進行設計，工作難度將遠遠低于采用多個 FPGA，而且還能讓其和設計相互作用，實現更高的性能。