Главная
ПЛИС – это платформа, способная заменить целую группу микросхем, выполнить их функции, а иногда и превзойти их по производительности. Классический подход в разработке предполагает изготовление ASIC – микросхем с фиксированной архитектурой. Это долго, дорого и не терпит ошибок. ПЛИС же позволяют проектировать и отлаживать устройства прямо на месте, меняя структуру "на лету", без необходимости заказывать новые партии чипов.
Xilinx предложил миру первую ПЛИС ещё в 1984 году. С тех пор технология не просто развивалась. Она стала стандартом в самых разных отраслях: от телекоммуникаций до оборонной промышленности. Сейчас инженер может купить xilinx и использовать готовое решение вместо долгой разработки ASIC.
Чем выделяются серии Virtex, Spartan и CoolRunner
В линейке Xilinx есть несколько направлений. Самыми производительными считаются FPGA Virtex (особенно семейство Virtex-4, построенное на архитектуре ASMBL). Эти микросхемы предлагают гибкую модульную структуру и целую палитру встроенных IP-ядер. Здесь и встроенные процессоры PowerPC, и Ethernet MAC, и блоки цифровой обработки сигналов. Virtex подходит для задач, где важны ресурсы: промышленные контроллеры, телеком-оборудование, обработка видео. В общем, всё, что требует "железа" с запасом по возможностям.
Spartan – это выбор для массовых, но недорогих решений. Сюда относятся устройства на 90-нм платформе Spartan-3, которые благодаря агрессивной ценовой политике вытесняют ASIC в потребительской электронике. Например, семейство Spartan-3E способно вместить до 1,6 млн вентилей, оставаясь доступным.
А если нужна энергоэффективность, то стоит обратить внимание на CPLD CoolRunner-II. Эти устройства совмещают низкое энергопотребление и высокую производительность, что делает их отличным вариантом для мобильных, носимых и автономных систем. Всё это доказывает, что у Xilinx есть решение на любой проект. Кстати, поставки электронных компонентов для производителей оборудования зачастую включают именно эти чипы (как универсальные и адаптивные встраиваемые платформы).
Программные инструменты
Аппаратная гибкость – это полдела. Вторая половина – софт, позволяющий на практике раскрыть потенциал FPGA. У Xilinx это целая экосистема, где главное место занимает ISE (Integrated Software Environment). Уже в версии 8.1i появилось множество нововведений, включая ISE Fmax – инструмент оптимизации производительности проектов. Для начинающих есть WebPACK – бесплатная версия, доступная онлайн и не ограниченная по ключевым функциям.
Кроме неё, продвинутым разработчикам предлагают PlanAhead – мощную среду для анализа кристаллов, оптимизации топологии и сокращения итераций в проектировании. Есть и ChipScope Pro – инструмент внутрисхемной отладки через JTAG, позволяющий заглянуть внутрь ПЛИС во время работы устройства. И, разумеется, System Generator для цифровой обработки сигналов (DSP), с помощью которого создаются сложные схемы прямо из среды моделирования без необходимости писать HDL-код вручную.
Почему Xilinx продолжает удерживать лидерство
Есть много причин, по которым инженеры выбирают продукцию Xilinx. Прежде всего – масштабируемость. Разработчик может начать с дешёвых CPLD, потом перейти к более мощным Spartan, и, наконец, использовать Virtex в ключевых узлах системы. Всё это – без смены среды разработки, языков описания, без переучивания.
Кроме того, поддержка сторонних средств проектирования, таких как ModelSim, Cadence или Mentor Graphics, делает экосистему Xilinx особенно гибкой. Ввод проекта возможен как на уровне схем, так и с помощью языков VHDL, Verilog, System C – всё зависит от привычек и требований команды.