Эволюция Xilinx
Компания Xilinx является, возможно, одной из самых успешных многолетних лидеров мировой электронной промышленности, сохраняя свое лидерство на протяжении более 35 лет.
Краткая история компании Xilinx
Первоначально основное внимание уделялось непосредственно электронным компонентам, затем основной упор был сделан на средствах и методах проектирования (включая высокоуровневое проектирование на языках C/C++). Сейчас Xilinx, не переставая быть лидером в области разработки новых ПЛИС и СнК, включая изобретение новых архитектурных решений и проектирование по самым передовым технологическим нормам, сосредоточился на комплексных решениях в различных предметных областях. Среди таких приоритетных областей можно отметить:
- Системы искусственного интеллекта
- Универсальные ускорители для рабочих станций и серверов, включая облачные технологии
- Автономные и встраиваемые системы на базе СнК
- Скоростная телекоммуникация, проводная, оптоволоконная и беспроводная мобильная, включая 5G технологии
Соответственно, развиваемая компанией элементная база, средства проектирования и разработки, а так же методологии проектирования нацелены на решение данных задач.
Современные и перспективные серии Xilinx
Все серии Xilinx делятся по поколениям:
- без номера (первая серия) – сняты с производства
- серии 2,3,4,5 и 6 – снятые с производства, устаревшие либо устаревающие
- серия 7 – на пике жизненного цикла, начинают устаревать
- серия UltraScale/UltraScale+ (Kintex, Virtex, ZynqUS+, RFSoC) - В активной фазе жизненного цикла
- серия Versal – в начале жизненного цикла (в инженерных образцах)
Xilinx обеспечивает жизненный цикл для своих микросхем в течение не менее 15 лет, при этом имеются чемпионы по продолжительности жизни, такие как CoolRunner-II и Spartan-3. Некоторые ПЛИС 5й и даже 4й серии также все еще производятся мелкими партиями, однако все серии до 6 включительно, считаются устаревающими либо устаревшими. Некоторые из старых микросхем так же могут быть произведены под заказ либо поставлены из старых запасов.
Кроме разделения по поколениям имеется так же разделение по характеристикам и, соответственно, по цене. Xilinx проводит 3х-уровневую рыночную сегментацию своих продуктов, выделяя сегменты Low End, MidRange и High End. В последнее время Xilinx делает упор именно на сегменте High End.
На данный момент производятся следующие серии:
LowEnd:
CoolRunner-II
Spartan-3
Spartan-6
Spartan-7
Artix-7 (до 50)
Zynq7000S
Zynq7000 (до 7020)
MidRange:
Artix-7 (с 75)
Zynq7000 (с 7030)
ZynqUS+ (ZU2-ZU4)
Kintex-7
Kintex UltraScale/US+
Versal Prime
HighEnd:
Virtex-7
Virtex UltraScale/UltraScale+
ZynqUS+ (c ZU5)
RFSoC
Versal AI …
Для новых разработок в сегменте MidRange и High-End рекомендуется применять ПЛИС/СнК не ниже, чем UltraScale, а в сегменте LowEnd – не ниже 7й серии.
Новое направление – ускорительные платы
Некоторое время назад Xilinx освоила относительно новое направление применения своих высокопроизводительных ПЛИС – а именно использование их в составе PCI-карт для ускорения компьютерных вычислений. Специально разработанные для этих целей ускорительные платы семейства Alveo используют для ускорения ПЛИС серии Virtex UltraScale+ и работают в режиме 24/7. На нижеприведенном рисунке показана одна из самых высокопроизводительных ускорительных плат Xilinx – Alveo U280.
Отладочные платы Xilinx
Отладочные платы представляют собой законченное устройство на основе ПЛИС или СнК, используемое для ускорения разработки. Как правило, для этих плат доступна принципиальная электрическая схема и даже файлы для изготовления на производстве (герберы, BOM и т.д.)
Если планируется небольшая партия аппаратуры, то необходимую функциональность можно получить, используя какую-либо готовую отладочную плату, а разработчику останется создать для нее прошивку и разместить все это в красивом корпусе.
Если же принято решение по изготовлению собственной аппаратуры, то на отладочной плате можно начать прототипирование еще до получения собственной аппаратуры. Кроме того, схему платы и технологическую документацию можно использовать как основу для разработки собственного оборудования.
Возможен и комбинированный подход, при котором можно взять разработанный сторонней компанией рабочий модуль на ПЛИС/СнК (SoM - модуль), устанавливаемый на собственную плату.
Jtag-кабель или программатор
Для разработки систем на ПЛИС/СнК так же требуется т.н. JTAG-кабель, с помощью которого загружается прошивка, программируется внешняя FLASH-память и осуществляется отладка проекта. Как правило, отладочные платы содержат встроенный JTAG-кабель, в то время как кастомное оборудование требует отдельного внешнего кабеля.
Ниже показаны 4 jtag-кабеля – два производства Xilinx и два от компании Digilent:
Рис. 1. Стандартный TAG-кабель производства Xilinx
Рис. 2. Сетевой JTAG-кабель SmartLynx производства Xilinx
Рис. 3. Внешний JTAG-кабель от Digilent
Рис. 4. JTAG-кабель (программатор) для распайки на плату от Digilent.
Настоящее и ближайшее будущее Xilinx
На данный момент Xilinx пребывает в отличной “спортивной форме”, обладая сбалансированной и современной продуктовой линейкой, высокопроизводительными, эффективными и удобными в работе средствами проектирования, а так же грандиозными, но вполне реалистичными планами на будущее. Компания развивает ускорительные платы Alveo, выводит на рынок революционные системы на кристалле Versal и предоставляет самый современный, высокопроизводительный и интегрируемый с другими средствами разработки САПР Versal. Продукция Xilinx используется во всех значимых областях применения электроники, включая, телекоммуникации, военное и медицинское оборудование, а так же системы искусственного интеллекта. Компания уделяет огромное значение качеству документации и поддержке своих пользователей, которые могут рассчитывать на долгие годы безупречной работы продукции Xilinx.