Stratix III FPGA与Xilinx Virtex-5：体系结构和性能对比_DSP/FPGA技术

Stratix III FPGA与Xilinx Virtex-5：体系结构和性能对比

点击数：7782 次录入时间：03-04 11:53:18 整理：http://www.55dianzi.com DSP/FPGA技术

Stratix III FPGA内核性能

　　为完善高性能内核，Stratix III FPGA采用了高性能I/O进行设计，能够与外部器件进行宽带连接。例如，Stratix III I/O外部存储器接口采用专用存储器接口电路，能够实现DDR3和QDR II+等最新的高性能存储器接口。Stratix III FPGA是目前唯一支持400MHz DDR3和QDR II+的FPGA。而且，DDR2、QDR2 II和RLDRAM II的性能在Stratix II器件基础上进一步得到了提高(表8中进行了总结)。Altera与一流供应商合作，确保用户的Stratix III FPGA能够连接最新的存储器。

表8. Stratix III FPGA I/O性能

Stratix III FPGA I/O性能

　　使用这些高级特性和可定制知识产权(IP)，设计人员能够迅速轻松的将多种应用集成到复杂系统中，而不用降低Stratix III FPGA的性能。

www.55dianzi.com

　　低功耗

　　 Stratix III FPGA 采用了创新的工艺和体系结构进行开发，降低了功耗，同时实现了最佳性能。其独特的低功耗技术包括：

可编程功耗技术：这一技术使Stratix III逻辑结构能够在LAB级进行设置，根据具体设计需要，提供高速逻辑或者低功耗逻辑。通过这种方式，只有一小部分关键时序通路采用高速设置。其他部分则采用低功耗设置，低功耗逻辑的泄漏功率降低了70％。
可选内核电压：用户可以选择1.1V或者0.9V来获得需要的性能，通过降低内核电压来节省功耗。
工艺和电路技术：Stratix III采用了多阈值晶体管、长度可变晶体管、低k绝缘、三门氧化(TGO)、超薄门氧化以及应变硅等技术，能够很好的控制功耗。
软件功耗模型和优化：采用 QUARTus II设计软件，可以轻松地自动实现Stratix III的低功耗特性。PowerPlay早期功耗估算器(EPE)等特性，以及功耗驱动综合等各种功耗优化技术，能够将动态功耗平均降低20％。

　　与1.2V的Stratix II FPGA和1.0V的Virtex-5相比，利用低功耗技术，Stratix III FPGA在0.9V时静态功耗降低了64％，动态功耗降低了55％(参见表9)。表9中的数值针对Stratix II进行了归一化处理，来自供应商功耗估算器工具的公开数据。计算结果基于每个ALM或者Virtex-5等价ALM的静态功耗。

表9. 高端FPGA的静态和动态功耗对比

高端FPGA的静态和动态功耗对比

　　f 关于Stratix III低功耗技术的详细说明，请参阅Stratix III可编程功耗白皮书 www.aLTEra.com/literature/wp/wp-01006.pdf 。

　　基准测试方法

　　对FPGA性能进行基准测试是一项复杂的任务，不完善的测试过程会导致结果不确定或者不正确。Altera进行了大量投入以开发严谨科学的基准测试方法，并得到了业界专家的认可，是测量FPGA性能可靠正确的方法。

　　f 关于基准测试方法的详细信息，请参考FPGA性能基准测试方法白皮书 www.altera.com/literature/wp/wpfpgapbm.pdf 。

　　结论

　　由于很难控制好功耗，现在越来越难以跟上摩尔定律的预期——工艺尺寸不断降低，性能和密度不断提高。但是，经过多年的研究，Stratix III FPGA取得了多项创新，例如ALM和布线体系结构、嵌入式功能(DSP和RAM)、高级I/O标准以及外部存储器接口等。这些创新特性集成在业界领先的Quartus II软件中，能够以极低的功耗提供优异的性能，在尽可能小的FPGA中实现大型设计。

　　详细信息