赛灵思Virtex-7 2000T FPGA和堆叠硅片互联(SSI)技术常见问题解答

 

　　1. 赛灵思今天宣布推出什么产品?

　　赛灵思采用了称之为“堆叠硅片互联技术”的 3D 封装方法，该技术采用无源芯片中介层、微凸块和硅通孔 (TSV)技术，实现了多芯片可编程平台。对于那些需要高密度晶体管和逻辑、以及需要极大的处理能力和带宽性能的市场应用而言，这些28nm平台和单芯片方法相比，将提供更大的容量，更丰富的资源，并显著降低功耗。

　　2. 赛灵思所谓的“超越摩尔定律”是什么意思?

　　到目前为止，FPGA 的所有工艺节点都遵循摩尔定律的发展，逻辑容量提高一倍，则成本降低一半。遗憾的是，仅仅依靠摩尔定律的发展速度，已不能满足市场对可控功耗范围内实现更多资源以及更高代工厂良率的无止境的需求。堆叠硅片互联技术使赛灵思能够推出一款可有效解决上述难题的可编程解决方案。

　　3. 为什么客户不能简单地把两个或更多 FPGA 连接起来实现大规模设计?

　　这种简单连接的方法有三大缺点：一是可用 I/O 数量有限，不足以连接用以供分区设计中不同 FPGA 间信号传输的复杂网络，同时也难以连接 FPGA 到系统其它器件;二是 FPGA 间传输信号的时延限制了性能;三是在多个 FPGA 之间用标准器件 I/O 创建逻辑连接会引起不必要的功耗。

　　4. 使用堆叠硅片互联技术时有没有特殊的热管理要求?

　　没有。由于中介层为无源的，因此除了FPGA 芯片消耗热量外，不存在其它散热问题。因此，如果这么大的单片器件可以制造， 采用堆叠硅片互联技术的 FPGA 产品就相当于一个单芯片。

　　

 

　　赛灵思公司全球高级副总裁，亚太区执行总裁Vincent Tong讲解Virtex-7 2000T产品优势

　　5. 堆叠硅片互联技术是否可靠?

　　是的，很可靠。由于较薄的硅中介层可有效减弱内部堆积的应力，一般说来堆叠硅片互联技术封装架构的内部应力低于同等尺寸的单个倒装 BGA 封装，这就降低了封装的最大塑性应变，热机械性能也随之得以提升。

　　6. 堆叠硅片互联技术生产的 FPGA主要针对那些人群?

　　任何需要超过现有逻辑密度水平的高密度 FPGA 的客户都能受益于采用堆叠硅片互联技术的 FPGA 产品。通信、医疗、测试和测量、航空航天和国防、高性能计算以及ASIC 原型设计(仿真)等市场领域的客户，当他们希望使用FPGA来部署其下一代的、最苛刻的应用时， 都将有机会受益于早期供应的资源最丰富的FPGA器件。由于无需在相邻 FPGA 间通过 I/O 接口和 PCB 走线来驱动芯片，因此此前在系统中使用多个 FPGA 的设计人员， 将享用到FPGA芯片之间更高的带宽、更低的功耗、以及更快速的连接方式。

　　7. 就采用堆叠硅片互联技术的产品而言，赛灵思有哪些设计指南?

　　赛灵思的 ISE® 设计套件将提供新的功能，助力基于堆叠硅片互联技术的 FPGA 产品的设计工作。其中有设计规则检查(DRC)和软件信息可引导用户实现 FPGA 芯片间的逻辑布局布线。此外，PlanAhead 和 FPGA Editor功能增强了基于堆叠硅片互联技术的 FPGA 器件的图示效果，有助于开展互动设计布局规划、分析及调试。与此同时，我们也正在编写并推出可以为用户提供详细的最佳设计实践指南的应用手册。

　　8. 客户必须进行设计分区吗?软件能否直接为他们进行设计分区?

　　软件可自动将设计分配到 FPGA 芯片中，无需任何用户干预。如果需要，客户可在特定 FPGA 芯片中进行逻辑布局规划。在没有任何此类约束的情况下，软件工具可让算法智能地在 FPGA 芯片内放置相关逻辑，并遵循芯片间和芯片内的连接和时序规则。

　　9. 哪些产品将使用堆叠硅片互联技术?

　　Virtex-7 2000T 器件是 Virtex-7 系列中最大型的产品，容量高达 200 万个逻辑单元，并采用 36 个 10.3 Gbps收发器，它将是首款采用该技术的产品。首批产品预计将于 2011 年下半年推出。

　　10. 赛灵思的 7 系列产品是什么?

　　2010 年 6 月宣布推出的新型 28nm Artix-7、Kintex-7 和 Virtex-7 系列产品将功率、性能/容量和性价比等方面的突破性创新技术与前所未有的高可扩展性和生产率完美结合在一起，大大加强了赛灵思目标设计平台的战略优势，从而使更广阔的用户群体、终端市场和应用都能更方便地应用可编程逻辑。所有的 7 系列 FPGA 产品均采用基于 28nm 工艺技术实施的统一架构，专门针对低功耗高性能的融合进行了精心优化。这种独特的融合不仅使总功耗锐降50%，性价比和系统性能双双提升 2 倍，同时也是全球首款集成了 200 万个逻辑单元的 FPGA(与前代产品相比，容量提升了 2.5 倍)。因此，设计人员现在能够轻松满足应用扩展需求，让 28nm 产品系列支持各种系统性能、容量和成本要求，同时不超出功耗预算。

　　11. 为什么ASIC 原型和模拟仿真是Vitex-7 2000T 器件的重要目标市场?

　　就ASIC 原型和模拟仿真而言，客户希望尽快获得最新型FPGA。由于软件开发在复杂系统开发周期中常常要占用大量的时间，因此要是等ASIC 完成后才开始进行软件开发，会耽误整个系统的开发进度，有时甚至要耽误长达2 年的时间。有了Virtex-7 2000T 原型或模拟仿真平台，SoC 软件开发就能大大提前，开发人员也不必再苦等ASIC 的完成。

　　12. Virtex-7 2000T器件是如何支持系统集成商的?

　　在提高下一代系统性能和功能的同时降低功耗，这是设备制造商面临的共同挑战。要想实现上述目标，一种途径就是通过系统集成，减少板上不同IC 间的I/O 接口数量，从而降低功耗。这是因为I/O 接口数量以及I/O 的性能与功耗成正比。设计性能越高，系统中IC 数量越多，功耗也就越大。此外还要注意，设计中使用的IC 数量增多，在不同器件间进行设计分区的难度也会加大，这也会延长开发周期，提高测试成本，而采用Virtex-7 2000T 器件则能避免上述问题。

　　对于那些之前在系统中采用多个FPGA的通信、医疗、测试测量、航空航天与军用以及高性能计算等领域的设计人员来说，Virtex-7 2000T将使其无需借助并行或者串行I/O, 或者通过片外的PCB连线与相邻的FPGA 互联，即可充分享受到FPGA芯片内高带宽、低时延、低功耗互联机制的优势。