11、FPGA技术在信号处理中的应用与设计策略

FPGA技术在信号处理中的应用与设计策略

1. HyperFlex™与Stratix® 10的信号处理性能

HyperFlex™是一种高速互连架构，它允许用户使用“超寄存器”。这些超寄存器与设备中的每个单独路由段相关联，能够提高速度，并且也可以被绕过。在所有功能块（如ALM、M20K块和DSP块）的输入处也有寄存器可用。该架构基于流水线技术，通过重定时程序避免长互连延迟，无需用户手动干预。与上一代高性能FPGA相比，Stratix® 10设备的平均性能提升了1.4倍。

Stratix® 10设备提供了改进的DSP块，在大型设备中，使用预加法器时可提供高达11.5 TMAC或23 TMAC的性能，使用专用硬化电路时可提供9.3 TFLOPS的单精度浮点性能。其定点功能以1 GHz运行，浮点模式以800 MHz运行。该公司声称，与GPU相比，其功率效率高达80 GFLOPS/W。

2. Xilinx Ultrascale™/Virtex - 7 FPGA系列

Xilinx最新的FPGA技术以UltraScale™系列为核心，采用了16 nm和20 nm CMOS技术，结合了平面和FinFET技术以及3D缩放。除了传统的FPGA产品外，还着重发展多处理片上系统（MPSoC）技术。此外，还提供了多个用于100G以太网、150G Interlaken和PCIe Gen4的集成ASIC级块，以实现快速高效的数据传输到FPGA中。同时具备静态和动态功率门控功能，以应对日益增长的能源问题。还包含高级加密标准（AES）比特流解密和认证、密钥混淆以及安全设备编程等安全功能。

该系列包括专注于低功耗的Kintex® UltraScale +™、专注于性能的V