1. 概述

Spartan6系列是一類低成本高容量的FPGA，采用45nm低功耗敷銅技術(shù)，能在功耗、性能、成本之間很好地平衡；Spartan6系列內(nèi)部采用雙寄存器、6輸入的LUT，還有一系列的內(nèi)建系統(tǒng)級模塊，這些系統(tǒng)級模塊有18Kb Block Ram、第二代DSP48A21 Slice、SDRAM存儲器接口（DDR接口）、強健的混合型時鐘管理模塊、Select IO技術(shù)、優(yōu)化的高速串行收發(fā)器GTP Transceiver、PCIE接口、先進的系統(tǒng)級電源管理模式、可自動檢測配置、具有AES和Device DNA保護的加強IP。Spartan6特別適合于高容量的邏輯設(shè)計、面向用戶的DSP設(shè)計、低成本設(shè)計。

圖 1Spartan-6芯片XC6SLX16

2. Spartan6的特點

兩小類

Spartan-6 LX FPGA優(yōu)勢是邏輯優(yōu)化；

Spartan-6 LXT FPGA優(yōu)勢是高速串行連接性；

低設(shè)計成本

低動靜態(tài)功耗

45nm技術(shù)對功耗做了優(yōu)化；

睡眠模式零功耗；

掛起模式時可保持芯片內(nèi)部狀態(tài)、并有多個引腳可實現(xiàn)芯片的喚醒操作；

LX FPGAs， -1L使用1.0V的內(nèi)核電壓；LX and LXT FPGAs， -2， -3， and -3N使用1.2V的內(nèi)核電壓；

Select IO可采用多電平標準

每對差分IO最高可達1080Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速度；

每個引腳的輸出電流最高可達24mA；

1.2--3.3V電平標準和協(xié)議供選擇；

低功耗的HSTL、SSTL存儲器接口技術(shù)；

符合熱插拔規(guī)范；

可調(diào)節(jié)IO接口片斜率以提高信號完整性；

高速串行收發(fā)器（LXT FPGA才有）

最高可達3.2Gbps；

支持的高速接口包括Serial ATA， Aurora，1G Ethernet， PCI Express， OBSAI， CPRI， EPON，GPON， DisplayPort， and XAUI；

PCIE接口設(shè)計用到的Endpoint block（LXT FPGA才有）

支持PCI接口，與33MHZ、32bit/64bitPCI協(xié)議兼容

高效的DSP48A1模塊

快速的18X18乘法器或48bit累加器，具備流水化瀑布化能力；

集成的存儲器控制接口模塊

支持DDR， DDR2， DDR3， and LPDDR；

數(shù)據(jù)率最高可達800Mb/s；

存儲器控制接口有多個端口，每個端口包含各自的獨立地FIFO，可實現(xiàn)存儲器的高速讀寫；

足夠的邏輯資源

可選的移位寄存器或分布式RAM；

高效的6輸入LUT；

Block RAM

每個Block RAM 18Kb大小，一個Block RAM可以通過編程當做兩個9Kb大小的Block RAM使用；

Clock Management Tile （CMT）時鐘管理模塊

16個低偏斜的時鐘網(wǎng)絡(luò)；內(nèi)部DCM可消除時鐘偏斜和周期扭曲變化；內(nèi)部PLL可實現(xiàn)相位鎖定，實現(xiàn)時鐘低抖動；

簡化的器件配置

有兩個引腳用于配置方式的自動檢測；

支持SPI Flash（最多4個）和Nor Flash配置；

以JTAG進行編程的 Xilinx Platform Flash ；

支持多重引導(dǎo)，便于遠程升級；

對設(shè)計的安全保護

獨一無二的Device DNA標志用于設(shè)計認證；

AES比特流加密；

支持MicroBlaze軟處理器系統(tǒng)

豐富的工業(yè)IP和參考設(shè)計

3. Spartan6的資源

下表是Spartan-6系列各型號的邏輯資源情況，對該表的解釋如下：

每個SLICE包含4個LUT和8個flip-flops；

每個DSP48A1 slice包含1個18X18乘法器、1個48bit累加器、1個加法器；

每個18Kb的Block RAM可以用作2個9Kb的Block RAM；

每個CMT包含2個DCM和1個PLL；

在-3N 速度等級的器件里沒有存儲器接口（DDR接口）；

表格 1Spartan-6 FPGA邏輯資源一覽表

下表是Spartan-6系列的IO資源情況，其中，GTP的個數(shù)是指GTP Lane的個數(shù)。

表格 2 Spartan-6系列IO資源一覽表