XtremeDSP TM 解決方案 選 擇 指 南 2008年3月 XtremeDSP 選擇指南網絡版現已登場： www.xilinx.com/cn/product_lit 簡 介 目錄 DSP系統解決方案 ...................... 5 DSP 器件 ..................................... 18 開發工具 .................................... 26 補充解決方案 ............................ 34 資源 ............................................ 36 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 3 簡 介 信號處理的新紀元 用極高性能的 FPGA 實現信號處理 在當今極其苛刻的數字信號處理 (DSP) 系 統的設計與開發中，Xilinx FPGA 起着越來 越重要的作用，這絕非偶然。基於 FPGA 的 DSP 設計以性能優良、系統級成本與功耗 低、上市快和無比靈活為特征，這些特征在 通信業等市場的佼佼者中已經成為日益受重 視的價值取向。 在對高質量、大帶寬和低成本語音、計算 機和視頻數據有線與無線通信的全球性需求 推動下，新通信標準的數量和複雜性呈指數 增長。這在很大程度上是由於需要跨無數層 傳統及新一代網絡進行互通和數據交換。要 跟上這些標準的發展步伐，並且要滿足隨之 而來的極端苛刻的價格/性能/功耗比要求，這 為什麼用 FPGA 實現信號處理？ 用 FPGA 實現 DSP 應用有五大好處： 1. 能承擔繁重的計算工作量─用 FPGA 可以構建高度並行的架構，從 而使採樣率與時鐘速率相等。其好處是能使系統性能水平高達500 MSPS。如此性能水平很適合構建速度很高的單通道系統或由數百條 通道組成的較低速系統。 2. 從 DSP 處理器上卸除計算密集型任務，以節省寶貴的周期用於實現 其他功能。 3. 按理想算法定制架構─有了 FPGA，就可以有一系列 MAC 或乘法器 用來實現單 tap 或多 tap 架構。FPGA 的可重配置性意味着只要開發 出算法，就能構建實現該算法的理想架構。 4. 降低系統成本─用 FPGA 可以在系統中集成其他所需器件，從而降 低總體系統成本。例如，可以在系統中集成串行 RapidIO 收發器、 PCI Express 接口、膠合邏輯和低速率控制任務。 5. 低功耗─ FPGA 在高採樣率下的每 GMACs 功耗極低。這樣就可以 降低系統的運營開支成本。 對於系統供應商來說絕非小可之舉。然而， 對敢於應對挑戰的孜孜創新者來說，這動蕩 不定的變遷不斷創造着機遇。 在以高性能 DSP 解決方案為依托的動態市 為什麼用 FPGA 實現 DSP？ 場中，FPGA 的固有靈活性意味着： 繁重的計算工作量 • 通過實現最新算法解決方案和標準來縮短 上市時間 256-tap 濾波器示例 傳統 DSP 處理器 – 串行 • 對難以預見的環境和功能變化輕而易舉地 完成現場遠程適配（從而降低運營成本） 數據輸入 • 延長現有設計的壽命周期（從而縮減資本 開支） 系數 MAC 單元 • 為新型產品的設計與移植提供理想的平 台，以跟上客戶需求和市場要求的變化步 伐 256 個時鐘周期 處理樣本需要 256 次循環 數據輸出 基於 FPGA 的 DSP – 並行 數據輸入 1 個時鐘周期 數據輸出 “今天，FPGA 在眾多 DSP 應用中發揮着越來越重要的作用。預計此趨勢還會延續數年。” BDTI 在其報告《用 FPGA 實現 DSP》中的分析 4 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 數字通信 無線/有線通信系統概述 示例：無線基站 基帶卡 目標應用 使用新型 XtremeDSP Slice 有效實現： • 數字無線電功能 • 基帶功能 • 3G/4G 基站 • 軟件定義無線電 • 智能天線系統 窄 帶 • 頻譜信道化 • 電信基礎設施 XtremeDSP Slice 用 於接收通路（鄰圖所 示）和相應發射功能 • DDC • 衛星廣播系統 • 數字音頻廣播 數字射頻卡 • 多相變換 擴頻 （如 3GPP2） • 匹配濾波器 的發射通路。 • 數字視頻廣播 • 固定/移動無線寬帶 多載波 用於數字通信的 DSP Xilinx FPGA 在數字通信系統中廣泛用於執行信號處理任務。 上圖所示為部分此類應用。 無線/有線通信系統概述 全世界無線通信迅猛增長。通道帶寬和功率的制 約，加之對高速數據傳輸的要求，促使系統設計人 員為跟上發展步伐而採用越來越複雜的信號處理方 法。這些方法需要性能很高的信號處理資源，以可 靠地傳輸並處理從發射源到接收器的數字信息，如 壓縮的語音、音頻、圖像和視頻信息。 根據傳輸介質、可用帶寬以及要求的誤碼率和通 信延遲，數字通信系統採用多種傳輸機制。Xilinx FPGA 能處理每秒數百兆樣本的採樣率，所提供的 信號處理能力足以滿足窄帶、擴頻和多載波系統中 各種射頻和中頻功能的需求。 2008年3月 用於數字通信的 Xilinx XtremeDSP IP 組合提供了豐富的 算法集，以支持當今高級數字通信系統的開發。對於這類 系統，Xilinx FPGA 允許在單器件上集成多通道，以降低材 料成本，並且在降低每通道功耗的同時加大通道密度。 Xilinx FPGA 的可重配置性還使設計人員能通過現場可昇 級性來保證設計適應未來發展並節省數千美元維護成本。 高性能信號處理、靈活性和可昇級性使 FPGA 成為當今 無線和有線基礎設施應用的理想選擇。 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 5 D S P 系 統 解 決 方 案 Xilinx DSP 對數字通信的好處 • 能滿足發射和接收鏈中射頻、中頻 和基帶級採樣率的解決方案 • 單芯片支持多通道，具有支持數字 通信的現成的可參數化 IP 核 • 每通道功耗和成本非常低 • 可再編程功能賦予的靈活性使產品 上市快、存市久，從而降低風險 數字通信的 DSP 算法 Xilinx CORE GeneratorTM 系統生成 針對 Xilinx FPGA 優化的可參數化算 法（作為完全支持的 IP 核提供）。利 用這些參數在性能與硅片面積之間進 行權衡，便可開發出適合您算法的理 想架構。使用 Xilinx CORE Generator 可在 Xilinx FPGA 中實現高密度設 計，在獲得高性能結果的同時還能縮 短設計時間。Xilinx CORE Generator 系 統 包 括 在 I S E TM F o u n d a t i o n TM 設計工具中，附有充實的 Xilinx LogiCORE TM IP 庫。此庫包括 DSP 功 能、存儲器、存儲元件、數學功能和 多種基本元件。另外還包括更複雜的 評估版系統級核，可以另行購買。使 用 Xilinx IP，可以借助經設計專家優 化的預驗證 IP 核功能縮短上市時間。 TM AllianceCORE 產品是我們的第 三方“全球聯盟合作伙伴”開發、 銷售並支持的知識產權 (IP) 核。 AllianceCORE 認證為市場上最流行 IP 核提供了展示機會。 6 XtremeDSP 選擇指南 通信 IP AllianceCORE 供應商 使用 DPRAM 實現 FIR 濾波器 ✔ eInfochips Inc. 並行分布式算法 FIR 濾波器 ✔ eInfochips Inc. 流水線 FFT (Vectis-QuadSpeed) ✔ RF Engines, Ltd. 流水線 FFT (Vectis HiSpeed) ✔ RF Engines, Ltd. 高速寬帶數字下變頻器 (4954-422) ✔ Pentek, Inc. 寬帶數字下變頻器 (4954-421) ✔ Pentek, Inc. DVB 衛星調制器 (MC-XIL-DVBMOD) ✔ Avnet LogiCORE 濾波器 FIR 濾波器編譯器 ✔ 級聯積分梳狀濾波器 (CIC) ✔ MAC FIR 濾波器 ✔ 構建模塊 複數乘法器 ✔ CORDIC ✔ 乘累加器 ✔ 乘法發生器 ✔ 流水線除法器 ✔ 正弦余弦查找錶 ✔ 變換 可達 64K 點的 FFT ✔ 調制/解調 數字下變頻器 (DDC) ✔ 數字上變頻器 (DUC) ✔ 直接數字綜合器 ✔ 壓縮 1D 離散余弦變換 ✔ 2D 離散余弦變換 (DCT) ✔ 1024 通道單工 ADPCM (CS4190) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 128 單工 ADPCM (CS4125) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 16 單工 ADPCM (CS4110) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 256 通道單工 ADPCM (CS4130) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 512 通道雙工 ADPCM (CS4180) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 離散余弦變換 (eDCT) ✔ eInfochips Inc. 2D 離散余弦逆變換 (IDCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正逆組合變換 (IDCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正變換 (DCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散小波正逆組合變換 (RC_2DDWT) ✔ CAST, Inc. 基於行的可編程離散小波正變換 (LB_2DFDWT) ✔ CAST, Inc. 離散小波變換 (BA113FDWT) ✔ Barco-Silex 2D 離散余弦正逆變換 (DCT/IDCT 2D) ✔ Barco-Silex 離散小波逆變換 (BA114IDWT) ✔ Barco-Silex 雷達脈衝壓縮 (4954-440) ✔ Pentek, Inc. www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 通信 IP（續） LogiCORE 供應商 AllianceCORE Xilinx CORE 糾錯 加性高斯白噪聲（噪聲源） ✔ 卷積編碼器 ✔ 交織器/解交織器 ✔ Reed-Solomon 解碼器 ✔ Reed-Solomon 編碼器 ✔ Turbo 卷積碼解碼器，CDMA2000/3GPP2 ✔ Turbo 卷積碼編碼器，CDMA2000/3GPP2 ✔ UMTS/3GPP Turbo 卷積解碼器 ✔ UMTS/3GPP Turbo 卷積編碼器 ✔ IEEE 802.16 TPC 編碼器 ✔ IEEE 802.16 TPC 解碼器 ✔ IEEE 802.16 CTC 編碼器 ✔ IEEE 802.16 CTC 解碼器 ✔ Viterbi 解碼器 ✔ Viterbi 解碼器（兼容 IEEE 802） ✔ Generator 包括在 ISE Foundation 設計工具中， 附有充實的 Xilinx LogiCORE IP 庫。 Reed Solomon 解碼器 (MC-XIL-RSDEC) ✔ Avnet Reed Solomon 編碼器 (MC-XIL-RSENC) ✔ Avnet Turbo 解碼器，3GPP ✔ SysOnChip, Inc. Turbo 解碼器，3GPP (S3000) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 解碼器，DVB-RCS (S2000) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 解碼器，DVB-RCS (TC1000) ✔ TurboConcept Turbo 編碼器，DVB-RCS (S2001) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 產品代碼解碼器，160 Mbps (TC3404) ✔ TurboConcept Turbo 產品代碼解碼器，25 Mbps (TC3000) ✔ TurboConcept Turbo 產品代碼解碼器，30 Mbps (TC3401) ✔ TurboConcept Annex A/C 模式 183 通用調制器 ✔ Multi Video Designs Annex B 模式 183 通用調制器 ✔ Multi Video Designs DVB-S.2 向前糾錯編碼器 可以在 System Generator for DSP 等 DSP 設計工具中使用 CORE Generator 軟件。 ✔ 電纜調制解調器 算法 浮點算子 ✔ 參考設計錶 數字通信參考設計 Xilinx 還提供“不支持”的參考設 計，以幫助開發人員和創新者實現解 決方案和測試概念設計。參考設計以 多種形式提供，如 System Generator 模型或網錶。 無線 Xilinx 開放式基站架構創始組織 (OBSAI) RP3 ✔ 通用公共無線電接口 (CPRI) ✔ 外部存儲器接口 (EMIF) ✔ 隨機接入信道 (RACH) ✔ 搜索器 ✔ 高速下行鏈路分組接入 (HSDPA) ✔ HSDPA 符號率 HS-DSCH ✔ 波峰因數衰減 (UMTS) ✔ 數字上變頻 (DUC) ✔ 數字下變頻 (DDC) ✔ WCDMA/WiMax 聯盟合作伙伴 供應商 ✔ Axis Network Tech. 有線 2008年3月 MultiBERT ✔ 千兆位系統 ✔ 隊列管理器 ✔ 以太網聚合 ✔ 網格架構 ✔ www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 7 D S P 系 統 解 決 方 案 無線/有線應用指南 應用指南 文獻編號 用 Spartan3/3E 器件實現 CDMA2000 和 UMTS 基站的數字上下變頻 XAPP569 WCDMA 參考設計 XAPP921c 用 Spartan 器件實現 ADSL 到 USB 的接口 XAPP171 通用交換接口 CSIX-L1 參考設計 AXPP289 用 Spartan 器件實現 ISDN PCMCIA 調制解調器 XAPP170 在 Virtex 器件中實現 CDMA 匹配濾波器 XAPP212 可配置 LocalLink CRC 參考設計 XAPP562 混合型 IP 路由器 (MIR) XAPP655 與 System Generator for DSP 配套的 LFSR 在無線應用中用作功能模塊 XAPP220 XtremeDSP 開發套件 CDMA2000 和 UMTS 基站的數字上下變頻器 XAPP569 高速 DES 和三重 DES 加密器/解密器 XAPP270 網格架構參考設計 XAPP698 用於串行背板信號完整性驗證的 MultiBERT IP 工具套件 XAPP537 隊列管理器參考設計 XAPP511 定義無線電和 3G 無線通信等高性能信號處 Virtex-II Pro 器件中的 SONET 速率轉換 XAPP649 理應用提供了完善的平台。 SONET 和 OTN 加擾器/解擾器 XAPP651 字對齊與 SONET/SDH 解幀 XAPP652 RocketIO MGT 屬性的動態重配置 XAPP660 RocketIO 收發器誤碼率測試器 XAPP661 RocketIO 屬性的電路內部分重配置 XAPP662 同仿真，以便驗證在 FPGA 本身上運行的設 Virtex 系列器件中的多 CAM 設計概述 XAPP201 計。此開發套件通過 PCI 總線與 PC 連接， ATM 應用中的內容可尋址存儲器 (CAM) XAPP202 用 Virtex 系列 FPGA 設計靈活快速的 CAM XAPP203 因此可以進行大帶寬協同仿真。 用 Block RAM 實現高性能讀/寫 CAM XAPP204 在 Xilinx FPGA 器件上使用 Treck 嵌入式 TCP/IP 堆棧實現高性能 TCP/IP XAPP546 Virtex-II SiberBridge XAPP254 高性能多端口存儲器控制器 XAPP535 千兆位系統參考設計 XAPP536 Xilinx 應用指南提供具體的設計示例和方 法，請用這些指南快速 動設計。實踐證明 這些應用指南非常有助於在設計過程中節省 寶貴的時間，使您能集中精力在市場上彰顯 自己產品的特色。 XtremeDSP 開發套件是與 FPGA 計算解 決方案公司 Nallatech 合作開發的，為軟件 該開發板與 Xilinx System Generator for DSP 工具緊密配合，可用來執行硬件在環協 644 Mhz SDR LVDS 發射器/接收器 XAPP622 用 EMIF 實現 FPGA 到 TMSC6000 DSP 平台的接口 XAPP753 用可選 GFP-F 適配將千兆位以太網聚合到 SPI-4.2 XAPP695 可配置物理代碼子層 XAPP759 使用 SRL 宏實現 PN 生成器 XAPP211 用 System Generator 測量 3GPP Turbo 編碼器/解碼器誤碼率的硬件加速 XAPP948 Virtex-4 FX 器件的帶浮點單元 PowerPC 處理器 XAPP547 連續可變分數率抽取電路 - 在文獻欄下 XAPP936 描述 件號 硬件開發工具 軟硬件開發工具 Xilinx 提供多種開發工具，有助于快速完 成基于 DSP 應用的設計過程。這些開發工 具旨在使設計人員和創新者能夠將新產品迅 速投放市場，從而將構想變為現實。 HW-AFX-FF672-300 原型開發板 HW-AFX-FF672-300 HW-AFX-FF1152-300 原型開發板 HW-AFX-FF1152-300 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 DO-DI-DSP-DK4 DO-DI-DSP-DK2PRO Virtex-II Pro ML300 評估平台 DO-V2P-ML300 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 HW-V4-ML403 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 HW-V4-ML402 Virtex-4 ML461 高級存儲器開發系統 HW-V4-ML461 Spartan-3 入門套件 DO-SPAR3-DK 2VP50 PICMG ATCA 設計套件 ADS-XLX-ATCA-DEVP50 2VP70 PICMG ATCA 設計套件 ADS-XLX-ATCA-DEVP70 JTAG 模擬器 並行電纜 IV HW-PC4 平台電纜 USB HW-USB 軟件開發工具 ISE Foundation System Generator for DSP 2VP70 PICMG ATCA 設計套件 DS-SYSGEN-4SL-PC ADS-XLX-ATCA-DEVP50 AccelDSP 綜合 8 XtremeDSP 選擇指南 開發選項，AccelDSP 綜合 DO-ACDSP-F-PC 開發選項，AccelWare 通信工具套件 DO-AWCMT-F-PC 開發選項，AccelWare 高級數學工具套件 DO-AWAMT-F-PC 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 工具套件的 AccelDSP 綜合 DO-ACALL-F-PC www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 多媒體視頻與成像 (MVI) MVI 系統概述 目標應用 AV 專業廣播 醫學成像 IP 電視機頂盒 家庭媒體網關 視頻點播服務器 多通道數字錄像機 (DVR) 視頻會議網關 數字電視和服務器頭端器 機頂盒 視頻監視 基於 IP 的視頻會議頭端器 和服務器 • 視頻流 • • • • • • • • • • • 數字視頻系統概述 隨着視頻與成像技術深入生活各方 面，MVI 市場正在經歷着迅猛增長。 從數字電視到視頻會議再到移動電話 視頻，MVI 技術使新應用無所不在。 新的壓縮和加密標準的出台推動了市 場增長，根據這些標準，可以通過寬 帶或無線服務將視頻從制作商安全地 傳送給消費者。不過，採納這些新標 準需要付出代價。新一代 CODEC 所 需處理能力比現有傳統系統大得多， 而且標準不斷演進增大了產品淘汰的 風險。Xilinx FPGA 以適應未來型可 編程架構提供為滿足這些市場所需的 DSP 性能。 例如，Virtex TM-5 SXT 平台的性能 高達 352 GMACs，使該平台能夠實 現高畫質/清晰度的多通道數字視頻系 統。 現在的性能和靈活性使設計人員得 以保證設計適應未來發展，以坦然迎 接未來挑戰，而且抓住贏得市場競爭 的機會。 Xilinx 提供多種產品，包括硬件、 IP 和集成系統解決方案，這些產品 是數字視頻應用的完美選擇。有眾多 硬件板卡可供您用來迅速起步。有了 這些板卡，甚至在實際硬件電路板就 緒之前就能實現設計。另外，借助這 些板卡的靈活性，可以根據不斷演進 的數字視頻標準在現場測試過程中昇 級，以縮短開發時間。 視頻幀緩衝控制器 Xilinx 提供了視頻幀緩衝控制器 (VFBC) 核，可用於需要用 2D 數據硬 件控制來實現實時操作的視頻應用。 此核的主要功能包括運動估計、視頻 縮放、屏幕顯示和視頻採集，這些功 能可在視頻監控、視頻會議和視頻廣 播中使用。 MVI 應用中的 DSP MVI 技術為滿足多種市場的 應用奠定了基礎。無論是 設 計 C AT 成 像 掃 描 儀 還 是 設計廣播系 統頭端器， Xilinx FPGA 都能提供所 需性能。 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 9 D S P 系 統 解 決 方 案 Xilinx DSP 對 MVI 應用的好處 • 能滿足實時視頻應用所需高性能 的解決方案。例如，可實現高清 編碼和多視頻流通道，並且支持 很高的幀速率 • 每通道功耗和成本非常低 視頻與成像 IP LogiCORE AllianceCORE 供應商 色彩空間轉換，RGB 到 YCrCb ✔ CAST, Inc. NTSC 分色器 (NTSC-COSEP) ✔ Pinpoint Solutions, Inc. 使用 FPGA 和共用 RAM 的高清電視 PCI 接口 ✔ Colorado Electroni Product Design, Inc SDVO：新一代高速串行數字視頻接口 ✔ ExaLinx, Inc. UXGA 視頻控制器，1600x1200 ✔ Synchronous Design, Inc. MPEG-2 高清電視 I 及 P 編碼器 (DV1 HDTV) ✔ Duma Video, Inc. MPEG-2 標清電視 I 及 P 編碼器 (DV1 SDTV) ✔ Duma Video, Inc. MPEG-2 視頻解碼器 (CS6651) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd MPEG-4 視頻壓縮解碼器 ✔ 4i2i Communications Ltd MPEG-4 視頻壓縮編碼器 ✔ 4i2i Communications Ltd JPEG 2000 解碼器 (BA111JPEG2000D) ✔ Barco-Silex Xilinx CORE Generator 軟件生成 針對 Xilinx FPGA 優化的可參數化 算法（作為 IP 核提供）。利用這些 參數在性能與硅片面積之間進行權 衡，便可開發出適合您算法的理想 架構。使用 Xilinx CORE Generator 可在 Xilinx FPGA 中實現高密度設 計，在獲得高性能結果的同時還能 縮短設計時間。 JPEG 2000 編碼器 (BA112JPEG2000E) ✔ Barco-Silex JPEG 快速編解碼器 (JPEG_FAST_C) ✔ CAST, Inc. JPEG 2000 編碼器 (JPEG2K_E) ✔ CAST, Inc. JPEG 快速彩色圖像解碼器 (FASTJPEG C DECODER) ✔ Barco-Silex JPEG 快速解碼器 (JPEG_FAST_D) ✔ CAST, Inc. JPEG 快速編碼器 (JPEG_FAST_E) ✔ CAST, Inc. Xilinx CORE Generator 系統包括 在 ISE Foundation 設計工具中，附 有充實的 Xilinx LogiCORE IP 庫。 此庫包括 DSP 功能、存儲器、存儲 元件、數學功能和多種基本元件。 另外還包括更複雜的評估版系統 級核，可以另行購買。使用 Xilinx IP，可以借助經設計專家優化的預 驗證 IP 核功能縮短上市時間。 • 可再編程功能賦予的靈活性使產 品上市快、存市久，從而降低風 險 • 通過集成其他系統功能（如 SDI 廣播接口和串行 RapidIO）體現 產品特色 MPEG-4 視頻壓縮解碼器 ✔ MPEG-4 視頻壓縮編碼器 ✔ MPEG-2 高清解碼器 JPEG 編碼器 MVI DSP 算法 AllianceCORE 產品是我們的第 三方“全球聯盟合作伙伴”開發、 銷售並支持的知識產權 (IP) 核。 AllianceCORE 認證為市場上最流行 IP 核提供了展示機會。 JPEG 快速灰度圖像解碼器 (FASTJPEG BW DECODER) ✔ Barco-Silex JPEG 運動編解碼器 V1.0 (CS6190) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd JPEG 運動解碼器 (CS6150) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd JPEG 運動編碼器 (CS6100) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd 運動 JPEG 解碼器（JPEG 解碼器） ✔ 4i2i Communications Ltd 運動 JPEG 編碼器（JPEG 編碼器） ✔ 4i2i Communications Ltd 2D 離散余弦逆變換 ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正逆組合變換 ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正逆變換 ✔ Barco-Silex 離散余弦變換 (eDCT) ✔ eInfochips Inc. 2D 離散小波正逆組合變換 (RC_2DDWT) ✔ CAST, Inc. 1D 離散余弦變換 ✔ 2D 離散余弦變換 ✔ 離散小波變換 (BA113FDWT) ✔ Barco-Silex 離散小波逆變換 (BA114IDWT) ✔ Barco-Silex 基於行的可編程離散小波正變換 (LB 2DFDWT) ✔ CAST, Inc. H.264 視頻壓縮–MPEG–4/AVC 編碼 ✔ Ateme SA 霍夫曼解碼器 (HUFFD) ✔ CAST, Inc. 小型視頻控制器 ✔ Xylon d.o.o 豐富的 MVI 應用算法庫 10 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 MVI 應用指南 Xilinx 應用指南提供具體的設計示例和方法，請用這些 指南快速 動設計。實踐證明這些應用指南非常有助於在 設計過程中節省寶貴的時間，使您能集中精力在市場上彰 顯自己產品的特色。 應用指南 文獻編號 描述 件號 串行數字接口 (SDI) 視頻編碼器 XAPP298 硬件開發工具 串行數字接口 (SDI) 視頻解碼器 XAPP288 Virtex-II XLVDS 演示板 HW-V2-XLVDS I2C 視頻外設加載器 XAPP293 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 DO-DI-DSP-DK4 SDI：輔助數據及 EDH 處理器 XAPP299 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 HW-V4-ML403 SDI：物理層實現 XAPP247 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 HW-V4-ML402 DVB-ASI 物理層實現 XAPP509 Spartan-3 入門套件 10 Gb/s 串行數字視頻聚合 XAPP543 視頻協處理套件 XEVM642 HW-XEVM642-SX35 數字視頻測試圖發生器 XAPP248 視頻入門套件 Virtex-4SX35 HW-V4SX35-VIDEO-SK1 視頻應用 Virtex-EM FIR 濾波器版本 1.1 (10/00) XAPP241 JTAG 模擬器 在 Virtex 器件中實現高效視頻算法 XAPP249 並行電纜 IV HW-PC4 用 Spartan 系列設計視頻採集卡 XAPP172 平台電纜 USB HW-USB 色彩空間轉換：YCrCb 到 RGB XAPP283 軟件開發工具 色彩空間轉換器：RGB 到 YCbCr XAPP637 ISE Foundation DCT – 將圖像塊從空間域轉換為變換域 XAPP610 System Generator for DSP DO-SPAR3-DK DS-SYSGEN-4SL-PC IDCT – 將圖像塊從變換域轉換為空間域 XAPP611 AccelChip DSP 綜合 高清電視視頻測試圖發生器 XAPP682 開發選項，AccelDSP 綜合 色彩空間轉換器：RGB 到 YCrCb XAPP930 開發選項，AccelWare 通信工具套件 DO-AWCMT-F-PC 色彩空間轉換器：YCrCb 到 RGB XAPP931 開發選項，AccelWare 高級數學工具套件 DO-AWAMT-F-PC 色度重採樣器 XAPP932 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 工具套件的 AccelDSP 綜合 DO-ACALL-F-PC 二維線性濾波 (2D FIR) XAPP933 視頻虛擬插座架構 XAPP919 Virtex-4 器件的帶浮點單元 PowerPC 處理器 XAPP547 DO-ACDSP-F-PC MVI 白皮書 《數字視頻白皮書》提供各種終端設備的系統級概述。 《白皮書》包含的支持信息旨在協助您使用 Xilinx 產品進 行開發。 白皮書 小波特性 – 小波的選用 用 Xilinx FPGA 以最低乘法複雜性實現 2D 離散余弦變換 多速率濾波器與小波：從理論到實現 小波變換域中的濾波 實時圖像旋轉及縮放的算法與實現 用 FPGA 實現用於實時視頻濾波的自適應卡爾曼時間濾波器 用 FPGA 實現非線性二維模糊濾波器 使用多項式濾波器的 FPGA 插值器 醫學圖像增強問題 MVI 系統軟硬件開發工具 Xilinx 提供多種開發工具，用這些工具可以迅速完成 DSP 應用的設計過程。這些開發工具旨在使設計人員和創 新者能夠將新產品迅速投放市場，從而將構想變為現實。 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 11 D S P 系 統 解 決 方 案 XtremeDSP 視頻入門套件 – Spartan-3A DSP 版 XtremeDSP 視頻入門套件 – Spartan-3A DSP 版是 由 Spartan-3A DSP 3400 開發平台、FMC 視頻子卡 和 VGA 攝像頭組成的視頻開發平台。Spartan-3A DSP 3400A 開發平台（可另行購買）是圍繞 Spartan-3A DSP XC3SD3400A 器件製造的，該器件具有 126 個嵌入式 DSP 模塊，這些模塊可用來實現高性能視頻處理系統和 協處理器以及 DVI 輸入和 DVI 輸出視頻端口。所包括的 FMC 視頻子卡擴展了 Spartan-3A DSP 3400A 開發平台的 視頻功能，為其增加了以下接口： 視頻入門套件包括嵌入式開發套件 (EDK) 和 System Generator for DSP 這兩款 Xilinx 設計軟件工具，這些工具 可用於在不具備前期 RTL 知識或經驗的情況下開發視頻應 用。所提供的三個參考設計和一個視頻 IP 庫有助於迅速 動開發過程。 • DVI-I 輸入接口，具有數字和模擬兩種模式 • 復合輸入接口 • S 視頻輸入接口 • 兩個攝像頭輸入接口 • 復合輸出接口 • S 視頻輸出接口 DSP 視頻處理器的性能加速 FPGA 作為對 DSP 處理器的補充有多種使用方法。例如： • 信號鏈中的性能加速 • 通過 EMIF 或串行 RapidIO 接口與 TI DSP 處理器直接 連接 • 將系統邏輯並入 FPGA • 用 FPGA 實現新外設或總線接口 Xilinx FPGA 具有 350 GMACs 以上的處理能力，因此還 可用作 TI DM642 等 DSP 處理器的前處理器或後處理器。 使用 FPGA 協處理器，有多種方法可以增強 DSP 視頻協 處理器的能力，包括： • 集成更多視頻通道 • 構建高級編解碼器（如 H.264） • 提高分辨率，以支持標清或高清速率 用 FPGA 作為視頻應用 DSP 協處理器的好處 • 集成更多模式 12 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 國防系統 國防系統概述 目標市場 • 軍用通信 • 情報 • 電子戰 • 傳感器 目標應用 • 認知及軟件定義無線電 • 軍用衛星終端 • 智能天線（測向/波束形成） • 通信基礎設施 • 寬帶分析 • 電子對抗 • 雷達 • 聲納 國防系統概述 國防通信與情報系統正在從傳統的 狹隘式架構向軟件定義無線電 (SDR) 轉移，後者可根據任務要求動態重配 置。這些 SDR 平台必須既支持適合 語音和低速數據的傳統波形，又支持 提供高速數據和多媒體內容的新型寬 帶波形。專門為高性能可重編程信 號處理設計的極高速新型 FPGA（如 Virtex 系列）可以滿足這種要求。 許多複雜的信號處理任務（包括寬 帶數字下變頻、通道均衡、波束形成 和脈衝壓縮）都需要用相控陣雷達系 統來完成。儘管可以用 DSP 處理器和 通用處理器 (GPP) 等多種硅片替代方 案來實現這些功能，但 Xilinx FPGA 常常是首選解決方案，因為其並行處 理能力可顯著降低系統成本和功耗。 電子對抗 (EC) 系統需要識別並干 擾有關信號。要求這類系統完成的任 務有寬帶數字下變頻、FFT、信號檢 測和目標關聯，還可能包括電子束導 向，以優化目標接收器上的干擾能 量。能滿足 EC 所需 DSP 要求者，首 屬 Xilinx FPGA。 先進的工藝技術使 Xilinx 高密度 Virtex-5 FPGA 器件的靜態、動態和 涌入功耗都很低，因此客戶能夠設計 出供電電路小且系統熱設計簡單的系 統，從而降低功耗和系統成本。 構建低成本和低功耗 SDR Xilinx FPGA 常用於要求苛刻的應用，如軟件定義無線 電 (SDR)。SDR 解決方案要求數據採樣率和通道集成度都 很高，因此就需要用 Virtex-5、Virtex-4 和 Virtex-II Pro FPGA 來實現性能很高且完全可編程的數字信號處理設 2008年3月 計。這些器件的性能超過 350 GMACs，其信號處理能力 非常適合當今許多要求苛刻的實時國防應用。 Xilinx 擁有眾多突破性技術，可幫助降低系統功耗和成 本，其中一例如下圖所示。 上圖所示專用資源模型致使： 上圖所示共用資源模型是較理想的調制解調器架構 • • • 功耗成本低 • 效率高且可縮放性強 功耗成本高 可縮放性有限 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 13 D S P 系 統 解 決 方 案 SFF SDR 開發平台 小型化 (SFF) 軟件定義無線電 (SDR) 開發平台是一種 獨特的新產品，旨在滿足軍事、公安和商場對專用便攜 式 SDR 的需要。該產品是圍繞 TI TMS320DM6446 數 字媒體處理器 DSP 和 Xilinx Virtex-4 SX35 FPGA 設計的 即用型低成本軟硬件集成開發解決方案，面向需要符合 SCA 的低功耗協處理調制解調器開發平台的工程師。此 平台使用戶能夠根據功耗和性能要求做出明智的波形劃 分決定並對決定進行實驗驗證，同時避開 DSP/FPGA 協 處理接口的複雜性。 • SFF SDR 評估模塊：SFF SDR 開發平台的有限功能版 本，僅用於數字處理，沒有轉換功能、SCA 框架和 CORBA，也沒有基於模型的設計套件板支持包。 • SFF SCA 開發平台：SFF SDR 開發平台的 SCA 版本， SCA 平台上具有 用了第一個 CORBA 的 FPGA。 SFF SDR 開發平台分為三個截然不同的模塊，即數字 處理模塊、數據轉換模塊和射頻模塊，為開發人員提供 非常靈活的開發能力。 SFF SDR 開發平台是 SFF SDR 系列的組成部分，該系 列還包括： ITAR 符合性 Xilinx 符合《國際武器貿易條例》(ITAR)，這說明我們 可以承接、開發和銷售滿足《聯邦法規》要求的設計和產 品。美國公民可使用 ITAR 產品。 14 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 Xilinx DSP 對國防系統的好處 Xilinx 算法 Xilinx 具有連續 15 年以上國防工業經歷，通曉該行業 設計人員面對的各種利弊衝突與風險，包括較長的壽命周 期以及與任務失敗相關的巨額成本和名譽損失。 Xilinx CORE Generator 軟件生成針對 Xilinx FPGA 優化 的可參數化算法（作為完全支持的 IP 核提供）。利用這些 參數在性能與硅片面積之間進行權衡，便可開發出適合您 算法的理想架構。使用 Xilinx CORE Generator 系統可在 Xilinx FPGA 中實現高密度設計，在獲得高性能結果的同時 還能縮短設計時間。 Xilinx 致力於使所提供的解決方案能解決您所關註的尺 寸、重量、功耗和成本四大指標。Xilinx 將創新技術（如 部分重配置和 用 SCA 的片上系統）與系統級領域的專 業經驗相結合，以找出方法來降低您的軍用通訊、情報、 電子戰、雷達或聲納系統中的四大指標。 Xilinx XtremeDSP 解決方案提供您所需的適合長壽命周 期應用的性能、靈活性、生產率和低成本。可參數化算法 和第三方開發板使用過硬的技術，使您的產品能夠盡快上 市。 在 XtremeDSP 解決方案中，特別適合國防應用的要素 包括： Xilinx CORE Generator 系統包括在 ISE Foundation 設 計工具中，附有充實的 Xilinx LogiCORE IP 庫。此庫包括 DSP 功能、存儲器、存儲元件、數學功能和多種基本元 件。另外還包括更複雜的評估版系統級核，可以另行購 買。使用 Xilinx IP，可以借助經設計專家優化的預驗證 IP 核功能縮短上市時間。 AllianceCORE 產品是我們的第三方“全球聯盟合作伙 伴”開發、銷售並支持的知識產權 (IP) 核。AllianceCORE 認證為市場上最流行 IP 核提供了展示機會。 • 用於信號處理的先進的 FPGA，可支持 – 高採樣率應用，如雷達的多通道 DUC/DDC – 複數與實數數據類型的組合 – 整數和浮點數據錶達與計算 – 為手持式和便攜式寬帶 SDR 無 線電實現低功耗 國防系統 IP LogiCORE AllianceCORE 供應商 濾波器 級聯積分梳狀濾波器 (CIC) ✔ – 部分重配置，允許在較小的器 件中實現較多分時功能，從而 降低系統成本和功耗 分布式算法 FIR 濾波器 ✔ MAC FIR 濾波器 ✔ 使用 DPRAM 實現 FIR 濾波器 ✔ eInfochips Inc. – 用 18x25 DSP48E Slice（僅 Virtex-5）算法輕鬆而高效地 支持浮點運算 並行分布式算法 FIR 濾波器 ✔ eInfochips Inc. 複數乘法器 ✔ – 可重編程功能，降低設計風險 和現場昇級成本 CORDIC ✔ 乘累加器 ✔ 乘法發生器 ✔ 流水線除法器 ✔ 正弦余弦查找錶 ✔ 流水線 FFT (Vectis-QuadSpeed) ✔ RF Engines, Ltd. 流水線 FFT (Vectis HiSpeed) ✔ RF Engines, Ltd. 高速寬帶數字下變頻器 (4954-422) ✔ Pentek, Inc. 寬帶數字下變頻器 (4954-421) ✔ Pentek, Inc. DVB 衛星調制器 (MC-XIL-DVBMOD) ✔ Memec Design • 世界級開發工具 – 適合高級功能（如用來擴大動 態範圍的浮點 FFT）的算法和 IP 核，可用於高噪聲環境和高 靈敏處理應用 – 讓您用最適合解決手頭問題的 語言進行設計的軟件工具， 如 M AT L A B ® 、 S i m u l i n k ® 、 VHDL、Verilog、RTL 和 C， 或者這些語言的組合 – 讓您從原型開發迅速過渡到生 產的開發平台，如 JTRS SDR 套件 2008年3月 構建模塊 變換 2D 離散余弦變換 (DCT) ✔ 可達 64K 點的 FFT ✔ 調制/解調 數字下變頻器 (DDC) ✔ 數字上變頻器 ✔ 直接數字綜合器 ✔ www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 15 D S P 系 統 解 決 方 案 國防系統 IP（續） AllianceCORE 供應商 1024 通道單工 ADPCM (CS4190) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 128 單工 ADPCM (CS4125) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 16 單工 ADPCM (CS4110) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 256 通道單工 ADPCM (CS4130) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 512 通道雙工 ADPCM (CS4180) ✔ Amphion Semiconductor, Ltd. 離散余弦變換 (eDCT) ✔ eInfochips Inc. LogiCORE 壓縮 1D 離散余弦變換 ✔ 2D 離散余弦變換 (DCT) ✔ 2D 離散余弦逆變換 (IDCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正逆組合變換 (IDCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散余弦正變換 (DCT) ✔ CAST, Inc. 2D 離散小波正逆組合變換 (RC_2DDWT) ✔ CAST, Inc. 基於行的可編程離散小波正變換 (LB_2DFDWT) ✔ CAST, Inc. 離散小波變換 (BA113FDWT) ✔ Barco-Silex 2D 離散余弦正逆變換 (DCT/IDCT 2D) ✔ Barco-Silex 離散小波逆變換 (BA114IDWT) ✔ Barco-Silex 雷達脈衝壓縮 (4954-440) ✔ Pentek, Inc. 糾錯 加性高斯白噪聲 ✔ 卷積編碼器 ✔ 交織器/解交織器 ✔ Reed-Solomon 解碼器 ✔ Reed-Solomon 編碼器 ✔ AEHF Turbo 卷積碼解碼器 ✔ AEHF Turbo 卷積碼編碼器 ✔ UMTS/3GPP Turbo 卷積解碼器 ✔ UMTS/3GPP Turbo 卷積編碼器 ✔ IEEE 802.16 TPC 編碼器 ✔ IEEE 802.16 TPC 解碼器 ✔ Turbo 產品代碼 (TPC) 解碼器 ✔ Turbo 產品代碼 (TPC) 編碼器 ✔ Viterbi 解碼器 ✔ Viterbi 解碼器（兼容 IEEE 802） ✔ 可參數化算法 和第三方 開發板使用過硬 的技術， 使您的產品 能夠盡快上市。 Reed Solomon 解碼器 (MC-XIL-RSDEC) ✔ Reed Solomon 編碼器 (MC-XIL-RSENC) ✔ Memec Design Turbo 解碼器，3GPP ✔ SysOnChip, Inc. Turbo 解碼器，3GPP (S3000) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 解碼器，DVB-RCS (S2000) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 解碼器，DVB-RCS (TC1000) ✔ TurboConcept Turbo 編碼器，DVB-RCS (S2001) ✔ iCoding Technology, Inc. Turbo 產品代碼解碼器，160 Mbps (TC3404) ✔ TurboConcept Turbo 產品代碼解碼器，25 Mbps (TC3000) ✔ TurboConcept Turbo 產品代碼解碼器，30 Mbps (TC3401) ✔ TurboConcept Memec Design 算法 ✔ 浮點算子 16 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 系 統 解 決 方 案 參考設計錶 無所不在的 Xilinx 產品等級 Xilinx 還提供不支持的參考設計，以幫助開發人員和創新者盡快實現解決方 案。我們的參考設計包括您復制設計時所需的技術文檔。這些參考設計是按照 文檔說明構建的，並且經過了測試。 Xilinx 支持業界最廣泛的航天和國 防用 FPGA。對於航天與國防系統設 計人員所面對的從空中到地面的挑 戰，Xilinx 都有解決方案。 國防系統參考設計 Xilinx 飛行仿真器的模擬及信號完整性分析 外部存儲器接口 (EMIF) 聯盟合作伙伴 供應商 ✔ NUVATION ✔ Dillon Engineering, Inc ✔ 在單 FPGA 上完成雷達處理 國防系統應用指南 Xilinx 應用指南提供具體的設計示例和方法，請用這些指南快速 動設計。 實踐證明這些應用指南非常有助於在設計過程中節省寶貴的時間，使您能集中 精力在市場上彰顯自己產品的特色。 應用指南 文獻編號 用 Spartan 器件實現 ADSL 到 USB 接口 XAPP171 通用交換接口 CSIX-L1 參考設計 XAPP289 用 Spartan 器件實現 ISDN PCMCIA 調制解調器 XAPP170 千兆位系統參考設計 XAPP536 使用 SRL 宏實現 PN 生成器 XAPP211 在 Virtex 器件中實現 CDMA 匹配濾波器 XAPP212 可配置 LocalLink CRC 參考設計 XAPP562 Virtex 器件中的黃金碼生成器 XAPP217 混合型 IP 路由器 (MIR) XAPP655 LFSR 在無線應用中用作功能模塊 XAPP220 CDMA2000 和 UMTS 基站的數字上下變頻器 XAPP569 兩種部分重配置流程：基於模塊或基於差異 XAPP290 用 EMIF 實現 FPGA 到 TMSC6000 DSP 平台的接口 XAPP753 高速 DES 和三重 DES 加密器/解密器 XAPP270 部分重配置 XAPP746 Virtex-5 FPGA 的 RLDRAM II 存儲器接口 XAPP852 從商用到軍用溫度 QPRO 器件， Xilinx 提供廣泛的產品等級。Xilinx QPRO 系列解決的問題對航天和國防 市場至關重要： • QML/最佳商業規範。商業製造實 力促成更有效的工藝流程 • 基於性能的解決方案，包括高成 本效益塑料封裝 • 供貨可靠性。可控掩模組及工藝 保證在長期生產中每批器件質量 一致、無偏差 • 現成的 ASIC 解決方案。即用型 標準器件，無需定制邏輯和門陣 列 國防系統軟硬件開發工具 Xilinx 提供多種開發工具，用這些工具可以迅速完成 DSP 應用的設計過程。 這些開發工具旨在使設計人員和創新者能夠將新產品迅速投放市場，從而將構 想變為現實。 描述 件號 硬件開發工具 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ML300 評估平台 DO-DI-DSP-DK4 DO-DI-DSP-DK2PRO DO-V2P-ML300 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 HW-V4-ML403 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 HW-V4-ML402 Virtex-5 SXT ML506 評估平台 Virtex-4 ML461 高級存儲器開發系統 Spartan-3 入門套件 HW-V5-ML506-UNI-G HW-V4-ML461 DO-SPAR3-DK XtremeDSP 開發平台 - Spartan-3A DSP 3400A 版 HW-SD3400A-DSP-DB-UNI-G XtremeDSP 入門套件 - Spartan-3A DSP 1800A 版 HW-SD1800A-DSP-SB-UNI-GP JTAG 模擬器 並行電纜 IV HW-PC4 平台電纜 USB HW-USB 軟件開發工具 ISE Foundation System Generator for DSP DS-SYSGEN-4SL-PC AccelDSP 綜合 開發選項，AccelDSP 綜合 DO-ACDSP-F-PC 開發選項，AccelWare 通信工具套件 DO-AWCMT-F-PC 開發選項，AccelWare 高級數學工具套件 DO-AWAMT-F-PC 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 工具套件的 AccelDSP 綜合 DO-ACALL-F-PC 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 17 D S P 器 件 XtremeDSP 器件 概述 XtremeDSP 器件組合填補了無線、 多媒體、視頻成像和國防系統市場中 因算法複雜性提高和順序處理器數限 製造成的性能空白。 XtremeDSP 平台組合由 Virtex-DSP 和 Spartan-DSP 兩個系列組成，所提 供的價格、性能、功耗效率、帶寬和 I/O 範圍可滿足通信、MVI（多媒體、 視頻和成像）和國防系統中的各種應 用要求。 業界公認的最高性能 DSP • 超過每秒 3500 億次乘累加運算 (GMACs) • 分布式存儲器的並行處理能力 ﹡算法複雜性：隨着對處理能力的需求迅速提高，順序處理不再能在要求的響應時間內支持算法 的複雜性。XtremeDSP 器件提供的並行處理能力對於克服這些架構限制非常重要。 可使採樣率與時鐘速率相等， 即在 Virtex-5 SXT 器件中可達 550 MSPS（每秒兆樣本），在 Spartan-3A DSP 器件中可達 250 MSPS（低速等級） • 內部存儲器高帶寬 – 1.5 到 19.3 Gbps（不包括分布式存儲器） 18 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 器 件 Virtex-DSP系列 Spartan-DSP系列 • 實現高度並行的架構，以極低的 每通道成本和功耗為複雜系統提 供驚人的 DSP 性能 Virtex-DSP 系列 Virtex-DSP 系列包括最近公布的基 於 Virtex-5 平台的 Virtex-5 SXT 系列 器件和基於 Virtex-4 平台的 Virtex-4 SX 系列器件。 • 集成多達 11.6 Mbit 嵌入式 Block RAM 和分布式 RAM，具有極高 的存儲器邏輯比，適合視頻處理 和醫學成像中要求的高效存儲器 密集型功能 Virtex-5 平台器件 - 行業領先的性 能和連接功能 TM • 包括低功耗 RocketIO GTP 收 發器（在 3.2 Gbps 下典型功耗 <100mW）、內置 PCI Express ® 端點和以太網 MAC 模塊 我們的旗艦 Virtex-5 SXT 系列中的 新型 XtremeDSP DSP48E Slice 有助 於實現更快和更優化的 DSP 功能。 Virtex-5 SXT 器件為以性能為核心的 解決方案或多通道解決方案提供極高 的性能。 • 支持所有主要串行 I/O 協議 （PCIe ® 、CPRI、OBSAI、SRIO、 GbE 和 XAUI），為在各芯片、電 路板與機箱之間構建高速高帶寬 連接提供功耗極低的解決方案 V i r t e x TM- 5 平 台 可 滿 足 新 一 代 無 線、軍用/航天和多媒體視頻應用對超 高數字信號處理 (DSP) 帶寬和較低系 統成本的要求： Virtex-4 器件 • 提供在 550MHz 下超過 350 GMACs 的性能，最多具有 640 個用戶可配置的 DSP48E Slice • 動態功耗比以前的 90nm 器件降 低 35% • 用運行速率可達 3.2 Gbps 的低功 耗收發器提供串行連接功能 - 屬 行業首創 • 使用由多達 95K 邏輯單元組成的 65nm ExpressFabric 技術提高邏 輯性能 對於眾多應用，Spartan TM-3A DSP 器件可以有效地平衡價格、性能和功 耗這三個關鍵值。 該器件面向價格與功耗效率敏感型 應用，如單通道微微蜂窩無線基站中 的數字前端 (DFE) 和基帶解決方案、 軍用移動軟件定義無線電 (SDR)、超 聲波系統、駕駛員輔助/媒體系統、高 清視頻和智能 IP 攝像頭： • 另外，Virtex-4 FPGA 每 100 MHz 每 DSP Slice 的功耗僅為 2.3 mW， 對於需要多通道但受限於功耗預算的 應用是理想的選擇。 – 高達 2,200 Mbps 存儲器帶寬 最多可提供： – 一個器件中多達 126 個 XtremeDSP DSP48A Slice，性 能超過 30 GMACs – 多達 53K 邏輯單元 – 強大的存儲能力： – 多達 2,268 Kb Block RAM – 多達 373 Kb 分布式 RAM – 低功耗器件 Spartan-DSP Virtex-DSP Spartan-3A DSP Virtex-4 SX Virtex-5 SXT 3SD1800A 3SD3400A 4VSX25 4VSX35 4VSX55 5VSX35T 5VSX50T 5VSX95T 211 321 642 962 2562 1062 1582 3522 最大 Block RAM 存儲器帶寬 (Gbps) 1,512 2,268 4,608 6,912 11,520 6,653 10,454 19,3252 550 2 1 Spartan-3A DSP 器件 – 高性能 DSP 的突破性價格 每個 Virtex-4 FPGA 具有多達 512 個（18x18，48 位加法器）MAC， 可以在 500MHz 下運行，提供 256 GMACs 的性能。 XtremeDSP 器件組合 DSP 性能 (GMACs) Spartan-DSP系列包括由 3SD3400A 和 SD1800A 兩個器件組 成的新型 Spartan-3A DSP 平台。各 器件以兩種封裝提供，一種是節省空 間的 CS484 封裝，另一種是 FG676 封裝（分有鉛和無鉛型）。 1 2 2 2 2 2 最高 DSP 頻率 (MHz) 2501 2501 500 2 500 2 500 2 550 2 550 2 XtremeDSP DSP48* Slice 84 126 128 192 512 192 288 640 最小占用面積 (mm) 19x19 19x19 27x27 27x27 27x27 27x27 27x27 27x27 分布式 RAM (Kb) 260 373 160 240 384 520 780 1,520 Block RAM (Kb) 1,512 2,268 2,304 3,456 5,760 3,024 4,752 8,784 邏輯單元 37,440 53,712 23,040 34,560 55,296 34,816 52,224 94,208 高速連接功能 227 x 622+Mb/s LVDS 對 213 x 622+Mb/s LVDS 對 120 x 1+Gb/s LVDS 對 224 x 1+Gb/s LVDS 對 360 x 1+Gb/s LVDS 對 180 x 1.25 Gb/s LVDS 對、8 x 3.2 Gb/s 收發器 240 x 1.25 Gb/s LVDS 對、 12 x 3.2 Gb/s 收發器 320 x 1.25 Gb/s LVDS 對、 16 x 3.2 Gb/s 收發器 1 低速等級 高速等級 DSP48A、DSP48E、DSP48 2 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 19 D S P 器 件 用於信號處理超高性能 DSP 的 Virtex-DSP 系列 高性能 DSP 目標應用 • 無線基礎設施（智能天線、基站、網 關） • 有線基礎設施（RAS、IPDSLAM、 VoIP、軟交換系統） • 數字視頻（視頻監視、視頻會議、 H.264 標清/高清編解碼） • 成像（醫學、機器） • 國防（雷達、聲納、軍用通信系統） Virtex-5 系列 Virtex-5 系列 FPGA 提供四種新型 平台供選擇，每種平台都在高性能邏 輯、串行連接功能、信號處理和嵌入 式處理四項指標之間達到優化平衡。 目前有三種可用平台： Virtex-5 SXT 器件 Virtex-4 SX 系列 Virtex-5 SXT 平台非常適合需要超 高性能 DSP 能力和極高存儲器邏輯 比的設計。Virtex-5 SXT 平台具有由 18x25 個乘法器組成的新型 DSP48E Slice，這些乘法器可以擴展動態範圍 並且更輕鬆地支持浮點運算。這些新 型 Slice 還具有 48 位加法器，並且 無需使用內部資源即可級聯構成較高 階濾波器。另外，DSP48E Slice 功耗 極低（每 100 MHz 每 Slice 僅 1.38 mW），適於在 FPGA 中實現可縮放 的高性能 DSP 結構。 Xilinx V irtex-4 系列正在顛覆着 FPGA 經濟的基本法則。Virtex-4 FPGA 具有三種針對應用領域優化的 平台和 17 種精選器件，以極低的成 本提供突破性的性能。 Virtex-4 SX 平台以無與倫比的經 濟性提供卓越的 DSP 性能，具有多 達 512 個 DSP 48 Slice，每個都能以 500MHz 的吞吐量運行，性能為 256 GMACs (18x18)。Xilinx XtremeDSP 解決方案以最先進的器件、設計工 具、IP 核和設計服務來幫助縮短產品 上市時間。這種強大組合為在 FPGA 中設計、驗證並部署 DSP 算法和系統 提供極快的手段。 • 針對高性能邏輯優化的 LX • 針對使用低功耗串行連接的高性 能邏輯優化的 LXT Virtex-4 和 5 平台 請根據系統要求選擇最適合您的應用的平台。 • 針對使用低功耗串行連接的 DSP 和存儲器密集型應用優化的 LXT 20 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 器 件 Spartan-3A DSP 高性能 DSP 的突破性價格 Spartan-3A DSP 高性能 DSP 的價格突破 新型 Spartan-3A DSP 平台非常 適合成本敏感型 DSP 算法和需要優 良 DSP 性能的協處理應用。新型 Spartan-3A DSP 平台由 3SD3400A 和 3SD1800A 兩個器件組成。 3SD3400A 提供超過 30 GMACs（每 秒 300 億次乘累加運算）的性能和高 達 2,200 Mbps 的存儲器帶寬，批量 起價不到 45 美元*；而小型封裝的 3SD1800A 提供超過 20 GMACs 的 性能，價格不到 30 美元*。 立即降低功耗 新推出的 Spartan 3A DSP 低功耗 系列器件具有 4.06 GMACs/mW 的 高性能信號處理能力，居同類器件之 首。與非低功耗器件相比，Spartan 3A DSP 低功耗器件可降低靜態功 耗 50%，而在懸掛模式下可降低 70%。Spartan-3A DSP 器件具有專 用的 DSP 48A Slice，因此其動態功 耗自然很低。 這一成就代錶着前所未有的性價比 和功率效率突破，滿足了價格和功耗 敏感型應用的要求，如單通道微微蜂 窩無線基站中的數字前端 (DFE) 和基 帶解決方案、移動戰術無線電、便攜 式軍用通信系統、便攜式醫療系統、 駕駛員輔助/媒體系統、高清視頻及智 能 IP 攝像頭和馬達/運動控制系統。 目標應用 • • • • • 微微/超微蜂窩基站 視頻監視 消費視頻 便攜式軍用通信 固定軟件定義無線電 Spartan-3A DSP 產品列錶 Spartan-3A DSP XtremeDSP DSP48A Slice 專用乘法器 Block RAM 模塊 Block RAM (Kb) 分布式 RAM (Kb) FF/LUT 邏輯單元 DCM 最大差分 I/O 對數 CS484 19x19mm（0.8mm 柵距） FG676 27x27mm（1.0mm 柵距） 高速連接功能 低功耗 XC3SD3400A 84 DSP48A 84 1,512 260 33,280 37,440 8 227 309 309 176 x 622+Mb/s LVDS 對 4.06GMACs/mW 126 DSP48A 126 2,268 373 47,744 53,712 8 213 309 469 208x622+ Mb/s LVDS 對 4.06GMACs/mW Spartan-3A DSP 硬件、IP 和軟件 描述 件號 硬件開發工具 XtremeDSP Spartan-3A DSP 開發套件 HW-S3-DSP-SK-UNI-G 並行電纜 IV HW-PC4 平台電纜 USB HW-USB 軟件開發工具 ISE Foundation DS-ISE-FND AccelChip DSP 綜合 開發選項，AccelDSP 綜合 DO-ACDSP-F-PC 開發選項，AccelWare 信號通信工具套件 DO-AWCMT-F-PC 開發選項，AccelWare 高級數學工具套件 DO-AWAMT-F-PC 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 工具套件的 AccelDSP 綜合 System Generator for DSP DO-ACALL-F-PC DS-SYSGEN-4SL-PC Spartan-3A DSP 文獻和有關技術文檔 數據手冊 * 2008 年底，2.5 萬件/年的價格 XC3SD1800A Spartan-3A DSP 數據手冊 文獻編號 DS610 用戶指南 XtremeDSP for Spartan-3A DSP 用戶指南 UG431 產品宣傳冊 XtremeDSP 組合宣傳冊 Spartan-3 系列宣傳冊 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp PN 0010829-1 XtremeDSP 選擇指南 21 D S P 器 件 XtremeDSP DSP48 Slice 概述 高性能 XtremeDSP TM DSP48 Slice 允許設計人員使用分時多路復用法實 現多個較慢的操作。這些 Slice： XtremeDSP DSP48 的簡要比較： 功能\器件系列 XtremeDSP DSP48A XtremeDSP DSP48 XtremeDSP DSP48E Spartan-3A DSP Virtex-4 Virtex-5 18 x 18 18 x 18 25 x 18 前加法器 有 無 無 級聯輸入 一個 一個 兩個 • 降低總體功耗。 級聯輸出 有 有 有 • 提高頻率上限。 專用 C 輸入 有 無 有 2 輸入 48 位 3 輸入 48 位 3 輸入 48 位 ALU 邏輯功能 無 無 有 模式檢測 無 無 有 支持 SIMD ALU 否 否 是 進位信號 進位輸入 進位輸入 進位輸入和輸出 支持 RTL 主功能 + 預加 主功能 主功能 • 改善靈活性和占用率。 • 提高應用效率。 • 縮短建立和時鐘到輸出時間。 • 支持多種獨立功能，包括乘法、 乘累加 (MACC)、乘加、三輸入 加、桶式移位、寬總線多路復 用、量級比較器、位寬邏輯功 能、模式檢測和寬計數器。 • 支持多個 XtremeDSP DSP48 Slice 級聯，在不使用通用 FPGA 內部 資源的情況下實現寬數學功能、 DSP 濾波器和複數運算。 乘法器 加法器 XtremeDSP DSP48E Slice Virtex-5 系列的 XtremeDSP DSP48E Slice DSP48E Slice（所有 Virtex TM-5 器 件中都有）可加速算法，與上一代 Virtex 器件相比可提高 DSP 集成度並 降低功耗。這些 Slice： • 支持 40 多種可動態控制的操作模 式，包括乘法器、乘累加器、乘 加法器/減法器、三輸入加法器、 桶式移位器、寬總線多路復用 器、寬計數器和比較器。 • 允許使用高效的加法器鏈架構有 效實現高性能濾波器和複數運 算。 • 翻轉率為 38% 時的功耗僅為 1.38 mW/100 MHz，比上一代 Slice 低 40%。 22 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 器 件 Virtex-4 系列的 XtremeDSP DSP48 Slice 所有 Virtex-4 系列器件中都有 DSP48 Slice，用來加速算法並解決複 雜的 DSP 難題。這些 Slice： • 獨立運行或組合成列實現 DSP 功 能時的性能為 500MHz XtremeDSP DSP48E 功能的優點 功能 優點 25 位乘 18 位二補數乘法器，具有全精度 48 位 結果 用全精度 48 位結果範圍、單精度浮點運算和使用較 少 Slice 的寬濾波器提高較大動態乘法器的精度。 實現具有可選寄存累加反饋功能的靈活的三輸入 48 位加法器/減法器。 增強的第二級 • 在 38% 典型翻轉率時，每 Slice 功耗為 2.3 mW/100 MHz • 支持 40 多種可動態控制的操作 模式，包括乘法器、乘累加器、 乘加法器/減法器、三輸入加法 器、桶式移位器、寬總線多路復 用器和寬計數器 • 支持 DSP48 Slice 級聯，在不使 用器件內部資源或布線資源的情 況下實現寬數學功能、DSP 濾波 器和複數運算 實現收斂圓整模式檢測器、飽和算法上下溢檢測和 自動復位計數器/累加器。 支持 SIMD 操作。 40 多種動態用戶控制器操作模式 逐時鐘周期調整 DSPE Slice 的功能。 18 位 B 級聯布線 支持輸入樣本傳遞。 新型 30 位 A 級聯布線 實現高級濾波器並降低功耗。 獨立的 48 位 C 輸入 乘、加功能，使用大型三運算元加法，獨立或靈活 的圓整模式。避免跨 Slice 共用 C 輸入，以簡化設計 和提高性能，從而提高利用率。 48 位 P 總線級聯 支持部分結果的輸出傳遞。 XtremeDSP DSP48 Slice 主要功能 • 18 位乘 18 位二補數乘法器，具 有全精度 36 位結果，符號擴展到 48 位 XtremeDSP DSP48 Slice • 靈活的三輸入 48 位加法器/減法 器，具有可選的寄存累加反饋功 能 • 40 多種動態用戶控制器操 作模式，可逐時鐘周期調整 XtremeDSP Slice 的功能 • 18 位 B 總線級聯，支持輸入樣本 傳遞 • 48 位 P 總線級聯，支持部分結果 的輸出傳遞 • 支持多精度乘法器和算法，具有 17 位運算元右移功能，以對齊寬 乘法器的部分乘積（並行或順序 乘法） • 支持對稱智能圓整，以提高計算 精度 • 可使用配置位為控制和數據信號 選擇流水線選項，以提高性能 • 輸入端口“C”，通常用於乘、 加、大型三運算元加法或靈活圓 整模式 • 控制與數據寄存器的獨立復位和 時鐘使能 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 23 D S P 器 件 Spartan-3A DSP 系列的 XtremeDSP DSP48A Slice Spartan-3A DSP 系列的 XtremeDSP DSP48A Slice 帶前加法器的 XtremeDSP DSP48A Slice 250 MHZ 的 DSP48A Slice 提供一 個 18 位乘 18 位乘法器、一個 18 位 前加法器、一個 48 位後加法器/累加 器和適用於各種 DSP 應用的級聯功 能。 XtremeDSP Slice 主要功能 • 18 位乘 18 位二補數乘法器，具 有全精度 36 位結果，符號擴展到 48 位 • 前加法器，每使用一個 DSP48A 可節省 9 個邏輯 Slice • 靈活的二輸入 48 位加法器/減法 器，具有可選的寄存累加反饋功 能 • 18 位 B 總線級聯，支持輸入樣本 傳遞 • 48 位 P 總線級聯，支持部分結果 的輸出傳遞 快速設計最佳 FIR濾波器 要充分發揮 XtremeDSP Slice 的能力，實現 設計的最簡便方法是使用新型 FIR 編譯器或 Xilinx System Generator for DSP 設計工具。FIR 編譯器有助於優化性能、功耗和成本。 • 支持多精度乘法器和算法，具有 17 位運算元右移功能，以對齊寬 乘法器的部分乘積（並行或順序 乘法） • 支持對稱智能圓整，以提高計算 精度 • 可使用配置位為控制和數據信號 選擇流水線選項，以提高性能 • 輸入端口“C”，通常用於乘、 加、大型三運算元加法或靈活圓 整模式 • 控制與數據寄存器的獨立復位和 時鐘使能 24 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 D S P 器 件 工具、軟件和技術支持 Virtex-4 和 Virtex-5 平台軟硬件開發工具 Xilinx 提供多種開發工具，有助於快速完成基於 DSP 的 應用設計過程。這些開發工具旨在使設計人員和創新者能 夠將新產品快速投放市場，從而將構想變為現實。 描述 件號 硬件開發工具 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-5 ML506 開發套件 DO-DI-DSP-DK4 HW-V5-ML506-UNI-G Virtex-4 ML403 嵌入式平台 HW-V4-ML403 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 HW-V4-ML402 JTAG 模擬器 並行電纜 IV HW-PC4 平台電纜 USB HW-USB 軟件開發工具 ISE Foundation System Generator for DSP DS-SYSGEN-4SL-PC AccelChip DSP 綜合 開發選項，AccelDSP 綜合 DO-ACDSP-F-PC 開發選項，AccelWare 通信工具套件 DO-AWCMT-F-PC 開發選項，AccelWare 信號處理工具套件 DO-AWSPT-F-PC 開發選項，AccelWare 高級數學工具套件 DO-AWAMT-F-PC 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 工具套件的 AccelDSP 綜合 開發選項，使用 AccelWare DSP IP 的 AccelDSP 綜合 工具套件評估版 DO-ACALL-F-PC DO-ACALL-F-PC-EVAL Virtex-5 和 Virtex-4 平台文獻和有關技術文檔 數據手冊 文獻編號 Virtex-5 系列概述 DS100 Virtex-5 直流和開關特性 DS202 Virtex-4 系列概述 DS112 Virtex-4 數據手冊：直流和開關特性 DS302 用戶指南 Virtex-5 用戶指南 UG190 Virtex-5 XtremeDSP 用戶指南 UG193 Virtex-5 配置用戶指南 UG191 Virtex-5 封裝和管腳規範 UG195 Virtex-5 RocketIO GTP 收發器用戶指南 UG196 Virtex-5 PCI Express 端點模塊用戶指南 UG197 Virtex-5 嵌入式三態以太網 MAC 用戶指南 UG194 Virtex-5 PCB 設計指南 UG203 Virtex-4 用戶指南 UG070 XtremeDSP 設計考慮事項用戶指南 UG073 Virtex-4 配置指南 UG071 Virtex-4 PCB 設計指南 UG072 Virtex-4 封裝和管腳規範 UG075 產品宣傳冊 Virtex-5 宣傳冊 pn0010938-3 Virtex-4 宣傳冊 pn0010798 Virtex-4 EasyPath 宣傳冊 pn0010639 DSP 解決方案 pn0010801 Virtex-4 產品選擇指南 Virtex4_color 應用指南 2008年3月 Viterbi 解碼器模塊解碼 – Trellis Termination 和 Tail Biting XAPP551 單糾錯和雙檢錯 XAPP645 3.3V PCI 設計指南 XAPP653 網絡應用的動態相位對齊 XAPP700 使用直接時鐘控制法實現存儲器接口數據採集 XAPP701 使用 Virtex-4 器件實現 DDR2 控制器 XAPP702 QDR II SRAM 接口 XAPP703 Virtex-4 高速單數據速率 LVDS 收發器 XAPP704 Virtex-4 高速雙數據速率 LVDS 收發器 XAPP705 使用 DSP48 DDR 方法實現 α 混合兩個數據流 XAPP706 使用 Virtex-4 器件實現 DDR SDRAM 控制器 XAPP709 Virtex-4 FPGA 的可綜合 CIO DDR RLDRAM II 控制器 XAPP710 多位糾錯 XAPP715 使用 APU 控制器和 XtremeDSP Slice 加速系統性能 XAPP717 存儲器接口應用指南概述 XAPP802 運用 Spartan-3 和 Virtex-4 EasyPath FPGA 的“在系統 ECO”功能 XAPP803 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 25 開 發 工 具 ─ 硬 件 硬件開發套件 XtremeDSP 開發套件 – Virtex-5 版 此開發套件包括 Xilinx System Generator for DSP 工具，該工 具可用於使用 The MathworksTM 的 Simulink® 來開發 DSP 設計， 還可用來進行硬件在環協同仿真，以便驗證在 FPGA 本身上運行 的設計。此開發套件通過 PCI Express 接口與 PC 連接，因此可以 進行高帶寬協同仿真。 此開發板與 Xilinx System Generator for DSP 工具緊密配合， 可以執行硬件在環協同仿真，使您能驗證在 FPGA 本身上運行的 設計。此開發板通過 PCI Express 接口與 PC 連接，因此可以進行 高帶寬協同仿真。 XtremeDSP Virtex-5 SXT 開發套件 -ML506 XtremeDSP 入門套件 - Spartan3A DSP 1800A 版 這款低成本入門級設計解決方案包括 Xilinx System Generator for DSP、參考設計和支持行業標準外設、接插件和接口的 ISE TM 設計工具。Spartan-3A DSP 開發平台與 Xilinx System Generator for DSP 開發平台配套使用，為開發基於 Spartan-3A DSP 器件的 信號處理設計提供理想的環境。 XtremeDSP 開發平台 – Spartan-3A DSP 1800A 版 XtremeDSP 開發平台 - Spartan-3A DSP 3400A 版 這款低成本開發平台與 Xilinx System Generator for DSP 以及 支持行業標準外設、接插件和接口的 ISE TM 設計工具配套使用。 此平台為直接使用 Spartan-3A DSP 系列的功能提供了途徑，非 常適合通用原型開發、嵌入式處理、數字視頻、DSP 協處理和數 字通信應用。開發此平台的目的是幫助設計人員和系統架構師解 決針對各種市場（包括無線、汽車、消費、多媒體、視頻成像、 工業、醫療、軍用/航天、服務器、存儲和電信/數據通信市場） 的設計難題。 XtremeDSP 入門套件 – Spartan-3A DSP 3400A 版 26 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 開 發 工 具 ─ 硬 件 Xilinx DSP 開發板 Xilinx 件號 工具描述 支持的器件 支持迴路中的高帶寬硬件 數字通信（有線/無線） Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ 帶 System Generator 工具的 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ DO-DI-DSP-DK4-SG 帶 System Generator 工具的 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ HW-AFX-FF672-300 HW-AFX-FF672-300 原型開發板 Virtex-4 HW-AFX-FF1152-300 HW-AFX-FF1152-300 原型開發板 Virtex-4 Virtex-II Pro ML300 評估平台 Virtex-II Pro HW-V4-ML403 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 Virtex-4 HW-V4-ML402 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 Virtex-4 ADS-XLX-ATCA-DEVP50 2VP50 PICMG ATCA 設計套件 Virtex-II Pro ADS-XLX-ATCA-DEVP70 2VP70 PICMG ATCA 設計套件 Virtex-II Pro DO-DI-DSP-DK2PRO DO-DI-DSP-DK2PRO-SG DO-DI-DSP-DK4 DO-V2P-ML300 多媒體、視頻和成像 Virtex-II XLVDS 演示板 Virtex-II Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ 帶 System Generator 工具的 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ 帶 System Generator 工具的 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ HW-V4-ML403 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 Virtex-4 HW-V4-ML402 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 Virtex-4 DO-SPAR3-DK Spartan-3 入門套件 Spartan-3/3E Virtex-4 視頻入門套件 Virtex-4 VIDEO 10 子卡 Virtex-4 HW-V2-XLVDS DO-DI-DSP-DK2PRO DO-DI-DSP-DK2PRO-SG DO-DI-DSP-DK4 DO-DI-DSP-DK4-SG HW-V4SX35-VIDEO-SK HW-X61-VIDEO 航天和國防 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ 帶 System Generator 工具的 Virtex-II Pro 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-II Pro ✔ Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ DO-DI-DSP-DK4-SG 帶 System Generator 工具的 Virtex-4 專用 XtremeDSP 開發套件 Virtex-4 ✔ HW-AFX-FF672-300 HW-AFX-FF672-300 原型開發板 Virtex-4 HW-AFX-FF1152-300 HW-AFX-FF1152-300 原型開發板 Virtex-4 Virtex-II Pro ML300 評估平台 Virtex-II Pro HW-V4-ML403 Virtex-4 ML403 嵌入式平台 Virtex-4 HW-V4-ML402 Virtex-4 ML402 SX XtremeDSP 評估平台 Virtex-4 DO-DI-DSP-DK2PRO DO-DI-DSP-DK2PRO-SG DO-DI-DSP-DK4 DO-V2P-ML300 通用信號處理 HW-V4-ML402 HW-V5-ML506-UNI-G ML402 XtremeDSP 評估平台 Virtex-4 Virtex-5 XST 評估平台 Virtex-5 SXT Spartan-3 入門套件 Spartan-3/3E HW-SD3400A-DSP-DB-UNI-G XtremeDSP 開發平台 - Spartan-3A DSP 3400A 版 Spartan-3A DSP HW-SD1800A-DSP-SB-UNI-G XtremeDSP 入門套件 - Spartan-3A DSP 1800A 版 Spartan-3A DSP0 DO-SPAR3-DK 第三方 DSP 開發板 第三方 數字通信（有線/無線） DSP Systems www.dspsystems.com Virtex-II/II Pro ✔ Elite Innovations www.eliteinnovations.com Virtex-4 Innovative DSP www.innovative-dsp.com Virtex-II/II Pro ✔ ✔ Lyrtech www.lyrtech.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex-4 ✔ ✔ Multiple Access Comms www.macled.com Virtex-II/II Pro www.nallatech.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex4 www.pentek.com Virtex-II/II Pro ✔ www.sundance.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex4 ✔ Nallatech Pentek Sundance ✔ Spectrum Digital www.spectrumdigital.com Virtex-II/II Pro Spectrum Signal www.spectrumsignal.com Virtex-II/II Pro ✔ www.traquair.com Virtex-II/II Pro 和 Spartan-3/3E ✔ Traquair 多媒體、視頻和成像 Lyrtech Sundance Spectrum Digital www.lyrtech.com Virtex-II/II Pro www.sundance.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex4 www.spectrumdigital.com Virtex-II/II Pro www.dspsystems.com Virtex-II/II Pro ✔ ✔ ✔ 航天和國防 DSP Systems ✔ Elite Innovations www.eliteinnovations.com Virtex-4 Innovative DSP www.innovative-dsp.com Virtex-II/II Pro ✔ ✔ ✔ ✔ Lyrtech www.lyrtech.com Virtex-II/II Pro Multiple Access Comms www.macled.com Virtex-II/II Pro www.nallatech.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex4 www.pentek.com Virtex-II/II Pro ✔ www.sundance.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex4 ✔ Spectrum Digital www.spectrumdigital.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex-4 Spectrum Signal www.spectrumsignal.com Virtex-II/II Pro ✔ www.traquair.com Virtex-II/II Pro 和 Spartan-3/3E ✔ Alpha Data www.alpha-data.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex-4 ✔ Annapolis Microsystems www.annapmicro.com Virtex-II/II Pro 和 Virtex-4 ✔ Nallatech Pentek Sundance Traquair ✔ 通用信號處理 Anzus www.anzus.com Virtex-II/II Pro ✔ Avnet www.avnet.com Virtex-II/II Pro、Virtex 4 和 Spartan-3/3E ✔ www.bittware.com Virtex-II/II Pro www.nu-horizons.com Virtex-II/II Pro 和 Spartan-3/3E ✔ www.vmetro.com Virtex-II/II Pro ✔ Bittware Nu Horizons VMETRO Transtech 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp ✔ ✔ XtremeDSP 選擇指南 27 開 發 工 具 ─ 軟 件 DSP 設計環境 C/C++ ESL 合作伙伴 Xilinx DSP 設計工具使用硬件原型開發加速系統級驗 證，幫助您提高 DSP 系統的性能，同時降低成本。算 法、硬件和系統設計人員從 FPGA 提供的優勢中各得 其所，而我們的設計工具可滿足每位設計人員特有的 要求。我們的 DSP 設計理念是讓您使用最適合解決手 頭問題的工具進行設計，不強求使用千篇一律的設計 流程。無論您是使用 C/C++、MATLAB ®、Simulink ®、 HDL 還是使用這些語言的組合進行設計，Xilinx 都可以 提供同類中最好的工具，以幫助您既快又好地完成任 務。 基於圖形的流程 基於語言的流程 混合流程 用 ISE 進行 FPGA 實現 支持的 DSP 設計流程 System Generator for DSPTM 工具 Xilinx System Generator for DSP (System G e n e r a t o r ) 依 據 T h e M a t h Wo r k s 的 S i m u l i n k 這 一 基於模型設計的事實標準，是針對設計 DSP 系統的系 統、算法和硬件開發人員的特有需求量身定制的 FPGA 設計環境。每種設計規程都有不同的方法和需要解決的 問題。System Generator 中特有的功能集讓每位開發 人員都能使用熟悉而有效的設計方法來發揮 FPGA 提供 的優勢。 算法設計 在 FPGA 中加速 Simulink 算法，無需瞭解硬件 設計方法 系統設計 硬件設計 通過 FPGA 協處理提高 系統性能 DSP FPGA 的自動驗證和 調試環境 Sy stem G en erator for DSP 解決多種設計規程的問題 系統設計 DSP 硬件平台在傳統上是基於處理器，運行的是用 C 語言開發的算法，而現在正在向使用 FPGA 協處理器轉 移，以便提高性能，同時降低功耗和成本。這種硬件的 系統設計涉及到將主要元件劃分成在 DSP 或嵌入式處 理器和 FPGA 上運行的軟件。 通過共用存儲器支持嵌入式處理 System Generator 通過 EDK（即嵌入式開發套件）提 供與用於嵌入式處理的 Xilinx Platform Studio 工具的緊 密集成，以便於軟硬件劃分。可以將共用的存儲器接口指 向 Xilinx MicroBlaze TM 嵌入式處理器。這樣，C 程序員和 DSP 設計人員都可以避開硬件實現細節。 MicroBlaze 或 PPC™ 405 嵌入式 處理器 System Generator 設計 存儲器 映射 共用存儲器 指 Xi l i n x 嵌入式處理器的共用存儲器接口 28 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 開 發 工 具 ─ 軟 件 資源估計 通過 IP 參數化探索設計 在執行綜合以及佈局和布線實現步驟之前，System Generator 的“資源估計器”快速估計 FPGA 資源占用 率。這些估計結果可用來指導軟硬件劃分過程。 通過參數化 IP 構建模塊，可以迅速探索一種 DSP 算法 的不同硬件架構。可以通過專用的硬件實現參數集定制每 個模塊，這些參數影響硬件功能、流水線、採樣率和資源 共享。可以使用 Simulink 的周期精確仿真環境快速分析這 些影響。 用硬件協同仿真提昇仿真性能 按照系統要求探索和驗證數學方法，常常需要使用真實 數據測試和細化 DSP 算法。這樣會導致龐大的矢量集， 並且需要能進行實時驗證的性能。通過在 Xilinx 和第三方 提供的各種硬件平台上使用硬件在環協同仿真，System Generator 可將用 Simulink、MATLAB 和 RTL 採集的設計 加速 1000 倍。 MATLAB 支持 通過 Xilinx AccelDSP 綜合工具，可以支持用浮點 MATLAB 生成模型。MATLAB 全面支持矢量與矩陣運算 和龐大的內置函數集，從而提供一種高效的 DSP 建模語 言。可以從 AccelDSP 綜合中生成用戶定義的 DSP 模塊， 並且在 System Generator 的建模和硬件生成環境中使用 這些模塊。可以將由 AccelWare TM 參數化的 DSP IP 與浮 點 MATLAB 一起用於自適應濾波、矩陣轉置、矩陣分解和 MIMO 等線性代數運算的硬件錶示。 資源估計器 System Generator 資源估計器 System Generator 算法設計 System Generator 附有一個優化的位和周期精確庫，用 於匯編複雜的信號處理系統。Xilinx 算法 IP 是此庫的組成 部分，用於快速有效地實現 FIR 濾波器、FFT 和前向糾錯 (FEC) 模塊等通用 DSP 構建模塊。 硬件設計 開發生產型 FPGA 的硬件工程師需要使其最終實現的 性能盡量高而成本盡量低。對於這些設計人員，VHDL 或 Verilog 常常是他們首選的設計方法。 System Generator 允許在 Simulink 的 DSP 建模環 境內仿真和驗證 RTL 模型，從而填補了驗證的空白。 用 Simulink 標準模塊集創建的輸入可用來驅動 RTL 仿 真，而 RTL 仿真生成的輸出可使用標準的 Simulink 繪 圖功能查看。此流程支持硬件在環協同仿真，從而將仿 真性能提昇高達 1000 倍。 在 kSimulink/System 模塊 Generator 在Simu lin 用 算 法IP IP 模塊 / S ys te m G e n e ra t o r 中 使中使用算法 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 29 開 發 工 具 ─ 軟 件 使用一個金源探索多個設計實現 System Generator for DSP 產品功能 • 與 Xilinx EDK 緊密集成，以便向 DSP 硬件添加嵌 入式處理器 • 定點 RTL 生成 • FPGA 資源估計 • 與第三方 ESL C 綜合工具集成 • 通過硬件協同仿真將仿真性能提高 1000 倍 將 使 用 M AT L A B 語 言 編 寫 的 算 法 用 作 驅 動 整 個 AccelDSP 設計和驗證流程的設計金源。從浮點定義到門級 實現的所有主要任務都來自 MATLAB 金源。設置系統級要 求，然後使用該工具的 IP-Explorer 技術迅速選擇關鍵 DSP 構建模塊的最佳硅片實現，便可探索速度與面積之間的權 衡。可以使用 AccelDSP 報告輕鬆地評估設計變更對資源 占用率、吞吐量和延遲的影響。 • Xilinx 的優化 DSP 模塊集，通過 AccelDSP 支持 Simulink MATLAB 語言 浮點到定點轉換的自動生成 • FIR 濾波器編譯器 • VHDL 和 Verilog 的黑匣子支持 • 生成 RTL 測試平台 必須在定點硬件中實現 MATLAB 算法，才能獲得 FPGA 中的較高性能。這就要求為避免上下溢出而定義每個變量 的標度和精度 - 冗長乏味且容易出錯的過程。 主要優點 • 幫助系統設計人員在處理器和 FPGA 邏輯之間劃 分操作任務 • 將 DSP 建模環境中的 RTL 驗證加速高達 1000 倍 • 允許使用算法友好型 MATLAB/Sumulink 建模環境 進行 FPGA 設計 AccelDSP 綜合使用浮點源和激勵信號確定每個變量 和輸入/輸出端口的動態範圍，以此來協助這一過程。 確定之後，在整個設計中設置量化指令，並且生成為 使用 MATLAB 語言快速執行而優化的定點 MATLAB 或 C++ 模型。用戶可以重新定義這些量化值。 可縮放和可綜合的核 AccelDSP 綜合工具 AccelDSP TM 綜合工具直接從浮點 MATLAB 模型自動生 成可綜合的 RTL。在所提供的基於模型的設計環境中，通 過與第三方和 Xilinx 設計工具集成的自上而下的高效流 程，可以在 Xilinx FPGA 中迅速實現高性能 DSP 設計。 AccelWare TM 工具套件是經硬件優化的 DSP IP 核生成 器，與 AccelDSP 綜合工具一起用來提供基本信號處理元 件。這些生成器支持多種宏架構，允許設計人員根據特定 要求進行設計。工具套件可用於： • 通信、Reed-Solomon 編解碼、Viterbi 解碼等 • 高級運算 - SVD/QR/喬列斯基矩陣分解、QR 和喬列斯 基/三角矩陣轉置等 AccelWare 工具套件在功能上與其 MATLAB 工具箱的對 應部分等效，支持同樣的輸入參數。AccelWare IP 的硬件 參數化遠遠超過 RTL 級 IP，所提供的可綜合核非常靈活， 能以最佳硬件準確地滿足要求。 用 IP-Explorer 技術進行糉發式優化 IP-Explorer 用 AccelWare IP 庫中的硬件精確架構自動替 換 MATLAB 模型中的標準函數調用。這是一個依據位寬 和系統約束條件（如面積和性能）的 發式過程。然後用 統計法選擇與函數的每種用法相對應的最佳 AccelWare 架 構，以實現總體優化的設計。這種技術將硬件設計提昇到 較高抽象層，從而提高生產率並縮短實現設計的時間。 AccelDSP 綜合工具 30 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 開 發 工 具 ─ 軟 件 通過指令優化硬件實現 AccelDSP 綜合產品功能 AccelDSP 提供一組綜合指令，用來引導關於資源 占用的決策以及不能從高級 MATLAB 語言指令中推 導出的其他實現方案。所支持的指令包括循環折疊 /展開、量化、矩陣乘法擴展、RAM/ROM 存儲器映 射、流水線插入以及移位寄存器映射。使用這些指 令可以進行基於硬件的設計探索，無需重寫代碼。 • 基於 MATLAB 的算法綜合可生成技術優化的 RTL • 浮點到定點自動轉換 • IP-Explorer 技術允許在算法級對硬件架構進行 發式選擇 • 全自動驗證流程，可以自動生成測試平台 • 硬件優化，包括循環折叠/展開、矩陣乘法擴 展、RAM/ROM 存儲器映射、流水線插入和移位 寄存器映射 • 用於 Simulink 和 Xilinx System Generator for DSP 的模型生成器 • 易用型圖形用戶界面與下游工具集成 即建即成的 DSP 設計 開發並維護用來檢查算法、RTL 和門級設計等效 性的驗證套件是必須完成的資源密集型任務，以保 證硬件與原算法匹配。AccelDSP 使用 MATLAB 定點 仿真中創建的測試矢量生成仿真測試平台，以使此 過程自動完成。AccelDSP 可與先進的第三方提供商 提供的仿真工具集成。 主要優點 在 System Generator for DSP 中生成用於系統 驗證和集成的模型 可以用 Simulink 將 AccelDSP 所綜合的 MATLAB 算法合併到較大的 DSP 系統中。AccelDSP 生成的位 和周期精確模型可以與標準的 Simulink 模塊集配合 使用，也可以與作為 System Generator 的組成部分 提供的 Xilinx DSP 模塊集配合使用。這樣便可以通 過 System Generator 的硬件協同仿真在硬件系統中 快速鑒定 MATLAB 算法。 • 單金源驅動所有 Xilinx FPGA 的綜合與驗證流 程 • 提供可使用算法綜合與 DSP IP 的靈活性 • 與 MATLAB 和 The MathWorks 的 Simulink 產 品配合工作 • 提供器件中性 • 已證實可提高生產率達 20 倍 Xilinx ESL 計劃 通過向 DSP 硬件系統加入 FPGA 協處理器，可 以提供新的實現選項，其中包括 FPGA 邏輯和嵌入 式處理選項，可以用這兩個選項顯著提高硬件系統 的性能並顯著降低其成本。不過，對習慣於在 C 開 發環境中工作的 DSP 設計人員來說，利用這些新選 項可能是一項艱巨任務。為促進採納 FPGA 協處理 器，Xilinx 推出了“ESL 計劃”，此計劃是 Xilinx 與 行業領先的電子系統級 (ESL) 設計解決方案提供商 之間的合作項目。正在通過此計劃開發的創新解決 方案將可以在軟件友好型開發環境中把 C 例程直接 映射到 Xilinx FPGA 的硬件資源。 2008年3月 ESL 計劃的能力 • 包括行業領先的 ESL 工具提供商 • 以 C 語言到 FPGA 的設計流程為中心 • 流程支持 MicroBlaze 和 PowerPC 405 嵌入式處理器 • C 到 FPGA 邏輯流程支持模塊創建和硬件加速器 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 31 開 發 工 具 ─ 軟 件 補 充 軟 件 設 計 工 具 系統建模與設計 算法開發 Simulink Simulink（The MathWorks 的產品）是動態系統多 域仿真和基於模型設計的平台。此平台提供一種交 互式圖形環境和一組可定制的模塊庫，可以用這些 模塊庫對信號處理、通信及其他時變系統進行精確 建模和仿真。 Platform Studio Platform Studio（Xilinx 的產品）是一種集成開發環 境，包含多種嵌入式設計工具、IP、庫、向導和設 計生成器，用於幫助快速創建定制的嵌入式平台。 此工具支持 Xilinx 的所有 32 位微處理器，可以從 System Generator for DSP 中調用。 MATLAB MATLAB（The Mathworks 的產品）是一種高級技 術計算語言和交互式環境，用於算法開發、數據可 視化、數據分析和數值計算。使用 MATLAB 可以比 使用 C 和 C++ 等傳統編程語言更快地解決技術計 算問題。 AccelDSP TM 綜合工具是一種基於高級 MATLAB ® 語 言的工具，用於設計 Xilinx FPGA 的 DSP 模塊。 此工具可實現浮點到定點自動轉換，生成可綜合 的 V H D L 或 Ve r i l o g 並 創 建 驗 證 測 試 平 台 。 還 可 以從 MATLAB 算法生成定點 C++ 模型或 System Generator 模塊。 HDL 仿真與生成 驗證與調試 32 XtremeDSP 選擇指南 ISE ISE Foundation 軟件（Xilinx 的產品）用來對 FPGA 進行基本編程。硬件設計人員可以用 VHDL 或 Verilog 進行設計。在使用 System Generator 時， 可以用批處理模式調用 ISE 設計工具。 Synthesis Xilinx 的 XST 和 Synplicity 的 Synplify Pro 是綜合工 具，分別用來降低成本和高效映射到 Xilinx 硬件。 當與 System Generator 配合使用時，可以選擇以批 處理模式使用這些工具。 ModelSim 如果已有傳統的或可投產的 HDL，則 System Generator 提供必要的接口，用來連接 Mentor Graphics 的 ModelSim 仿真器。可以用 ModelSim 對 HDL 進行協同仿真，然後把仿真結果實時地導入 Simulink/System Generator 仿真。 ChipScope Pro 監測 FPGA 中的內部註釋，以加快設計的調試階 段。可以從 Simulink/System Generator 內部插入 ChipScope 探頭。在 HDL 生成階段，這些探頭自動 插入硬件。 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 開 發 工 具 ─ 軟 件 System Generator 參考設計 System Generator 有多種 DSP 參 考設計，請向當地的 Xilinx 或 Xilinx 分銷商的現場應用工程師咨詢有關某 種參考設計的信息。這些書面記錄的 設計有助於加快您的學習進度。 免費在線 DSP 演示點播 Xilinx DSP Central 網站 (www. xilinx.com/cn/dsp) 有多種 DSP 演示 點播。請瀏覽其中之一，瞭解 System Generator 如何加速開發您的下一個 高性能信號處理設計。這些歷時一小 時的講座分解成容易消化的課件，每 個課件 10 分鐘。 DSP 設計流程講習班 您還可以通過參加 Xilinx DSP 設 計流程講習班來加快進度。在歷時 三天的講習班中，您將學習如何 構建設計、生成硬件並對其進行 調試，這些步驟都是在 Simulink/ SystemGenerator for DSP 中進行。 請參見本選擇指南背面的“DSP 資 源”部分。 2008年3月 數字通信和視頻/成像參考設計 • 16-QAM 接收器，包括基於 LMS 的均衡器和載波恢復環路 • γ 校正 • 軟聚焦 • A/D 和 ΔΣ D/A 轉換 • CORDIC 參考設計 • DVB 的鏈接 FEC 編解碼器 • 基於 MAC 的多相 FIR • 定制 FIR 濾波器參考庫 • 流式 FFE/IFFT • GSM 的數字下變頻器 • 使用 AWGN 模型實現 BER 測試器 • 2D 離散小波變換 (DWT) 濾波器 • DWT • 使用 5x5 算子實現 2D 濾波 • 其他 • 色彩空間變換 • 縮放：如 4.2.2＞4.2.0 • 圖像旋轉 • 浮點 FFT 這些書面記錄的設計 有助於加快 您的學習進度。 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 33 補 充 解 決 方 案 Xilinx FPGA - DSP 處理器的理想補充 Xilinx FPGA 用作 DSP 處理器的補充器件，能以多種方 式對 DSP 處理器進行補充。 接口總線 FPGA 支持多種接口標準，非常適合總線橋接應用。無 論是連接串行接口（如串行 RapidIO 和 PCI Express）還是 連接並行接口（如 PCI、PCI-X 和 VLYNQ），FPGA 都能滿 足您的接口和橋接需要。 XtremeDSP 協處理 接口存儲器 您的系統中無疑會有存儲器，所以，還可以用 FPGA 橋 接使用 DDR、DDR2 和 DDR3 的不同存儲器。另外，Xilinx FPGA 還支持 DSP 處理器的常見存儲器接口，如 TI DSP 的 EMIF。 可重配置硬件和可編程 DSP 的組合非常適合處理高度複 雜的信號處理算法。利用 Xilinx XtremeDSP 協處理，可以 將計算密集型 DSP 任務轉移到 FPGA，騰出可編程 DSP 處 理器來執行其他增值性軟件功能。 如下圖所示，Xilinx FPGA 以多種方式擴展 DSP 和媒體 處理器的能力。 合併系統邏輯 降低系統成本常常是延長產品存市壽命的重要方面。通 過將系統膠合邏輯並入 FPGA，可以減少材料用量和縮小 器件尺寸，從而節省成本。 實現新外設 儘管 DSP 處理器供應商竭力在其器件上加入恰當的外設 組合，但您常常還是需要加上自己的定制外設。在處理器 旁邊放置 FPGA，可以提供加入和昇級外設的靈活性。 DSP 性能加速 由於性能超過 350 GMACs（18 x 25 乘法，48 位加 法），信號鏈中有越來越多 Xilinx FPGA 用作 DSP 處理器 的協處理器。基於 FPGA 的協處理所提供的性能、可縮放 性和靈活性足以駕馭最苛刻的 DSP 應用。 Xilinx Spartan-3/3E/3A 和 Spartan-3A DSP FPGA 是世 界上成本最低的 FPGA，非常適合大量應用中的協處理。 Xilinx Virtex-5 FPGA 系列是 Xilinx 推出的性能最高的 DSP 系列。這些器件有多達 640 個 XtremeDSP Slice 在 550MHz 下運行，可以實現很複雜的任務，例如： • 高清 (HD) H.264 和 MPEG-4 編解碼算法 • 多條中頻到基帶下變頻通道 • 擴頻系統的 128 倍芯片速率處理 34 XtremeDSP 選擇指南 例如，具有速率轉換和代碼轉換功能的 H.264 數 字視頻編解碼系統。您可以把計算密集型算法卸載到 FPGA 中，可以增加能處理的通道數，也可以提高分辨 率和速率。 利用 Xilinx DSP 協處理系統設計工具縮短上市時間 Xilinx 及其合作伙伴為 DSP 協處理的快速開發與實 現提供完善的解決方案。使用軟硬件開發工具，您可以 建立 FPGA-DSP 系統的模型，即使不會編寫 HDL 代碼 也能設計 FPGA 部分，還可以在 FPGA 本身上測試和調 試設計。 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 補 充 解 決 方 案 軟件開發工具 協處理任務劃分 Xilinx 提供兩種軟件工具，讓 DSP 開發人員輕鬆創建基於 FPGA 的協處 理器。 System Generator for DSP System Generator for DSP 是業界 領先的高級工具，用於使用 FPGA 設 計高性能 DSP 系統。此工具與 The MathWorks 的 Simulink 工具緊密連 接。此工具使用高帶寬硬件協同仿真 提供系統建模、自動代碼生成和設計 驗證，所提供的抽象使您能夠用業 界最先進的 FPGA 開發高度並行的系 統。 AccelDSP (MATLAB) 綜合 AccelDSP 綜合現在是 Xilinx DSP 軟件工具套件的組成部分。此工具直 接從浮點 MATLAB M 文件自動生成 可綜合的 RTL 或 System Generator IP 模塊。此工具與 System Generator 緊密集成，用於基於圖形和語言的混 合設計流程。 接口 有幾個 TITM DSP 的接口可以作為 IP 核使用，包括： 可編程 DSP 為 DSP 構建 FPGA 協處理器 使用 The MathWorks 的 Simlink 工具為傳統 DSP 處理器構建 FPGA 協 處理器非常簡單。首先可以用浮點方法設計完整的系統，並且進行功能 驗證。然後用 Xilinx 模塊集內的位精確和周期精確的庫模塊替換浮點模 塊，從而可以通過量化來驗證精度。 對於設計的 DSP 處理器部分，可以用 The MathWorks 及合作伙伴提 供的 Real-Time Workshop 和 Embedded Target 等工具自動生成代碼。 • 串行 RapidIO TM • VLYNQ TM • EMIF TM 硬件開發工具 Xilinx 和第三方供應商提供多種協 處理硬件電路板，用於基於 DSP 加速 器的設計。 • • • • • • • • • Avnet Hunt Engineering Innovative Integration Lyrtech Spectrum Digital Spectrum Signal Processing Sundance Traquair VITEC Multimedia • VMETRO Transtech 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 35 資 源 Xilinx 培訓服務 – Xilinx 培訓信息源 Xilinx 提供有針對性的優質 DSP 培訓服務，培訓課程 由可編程邏輯設計領域的專家設計，由 Xilinx 認證的培 訓教員講授。我們的課程集講座、實驗室實習、討論交 流、要點提示和最佳方法介紹於一體，旨在創造一種引 人入勝的學習環境。培訓以全球“授權培訓機構”網和 在線學習系統為依托，隨時隨地滿足您的學習需求。 通過 Xilinx 培訓服務，您將獲得有關可編程邏輯器件 的使用、設計技巧和方法的知識；這些知識使您在構建 下一個 DSP 設計時能夠充分發揮當今先進 FPGA 的所 有功能。擁有這些專有知識，您就可以在針對市場開發 產品時更好地創新，通過更高效的設計流程降低研發成 本，並且通過使用較小封裝和較低速度等級的器件降低 生產成本。 Xilinx 的“DSP 課程通道”向需要構建 DSP 系統的 開發人員敞開。此課程通道中的課程包括實驗課，旨在 實踐課上討論過的方法與技巧。有關“DSP 課程通道” 及其所含課程的詳情，請訪問： http://www.xilinx.com/cn/support/training/cur_paths/atp-dsp.htm 36 XtremeDSP 選擇指南 針對 DSP 的課程包括： AccelDSP 入門 學習如何使用 AccelDSP 和 MATLAB 創建針對 Xilinx FPGA 優化的設計。重點講述可改善面積和性能的 MATLAB 代碼形式以及如何使用 AccelDSP 的浮點到定 點轉換和設計探索功能獲得最佳結果。 使用 System Generator 設計 DSP 講授如何使用 System Generator for DSP、設計實 現工具和硬件在環驗證實現 DSP 功能。 針對 Xilinx FPGA 的 DSP 實現方法 講授如何利用 Xilinx FPGA 架構中的功能以及如何最 有效地實現 DSP 算法。這些方法還將論證哪些系統級 決策對實現流程和產品成本影響最大。 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 資 源 DSP 設計服務 Xilinx 的 DSP 設計服務為您提供滿足市場要求所需的輔 助支持。我們的專家小組可以幫助您進行交鑰匙設計，確 保您針對目標應用最大限度優化 FPGA-DSP 設計。我們的 DSP 設計服務小組可以用以下幾種方式幫助您進行下一個 設計： 創建 Simulink/System Generator 設計 – 我們的設計人 員將按照您的技術要求對您的整個或部分系統進行設計和 建模並生成代碼，然後在硬件中驗證設計能否正常工作。 算法開發 - 有些設計需要開發針對性能或面積優化的算 法。請借助我們的設計服務小組開發高度優化的濾波器、 轉換、FFT、解調器、糾錯算法（如：Virterbi 解碼器）、 無線設計（如：Rake 接收器、搜索器）或視頻編解碼器 （如：MPEG4）。 網上講座點播 網上講座點播是經現場實錄後在線播放的講座，歷時 60 分鐘。這些講座涵蓋從入門概要到高深技術性設計信 息的各種內容。請進一步學習如何使用 FPGA 來設計數字 信號處理 (DSP) 應用。 • 介紹 Virtex-5 FPGA • 可獲得最高性能的 Virtex-4 FPGA 設計技法與工具設 置 • 用 Virtex-5 FPGA 和 PlanAhead 獲得最高性能 修改 DSP IP 核 – 儘管可以參數化我們的 DSP IP 核庫， 但仍可能有您需要其他功能的情況，這時就需要修改我們 的核。請借助我們的設計服務小組修改這些核，不必從頭 開發。 DSP 支持/套裝解決方案 Xilinx Productivity Advantage (XPA) 用一個易購型套裝 提供 Xilinx 的所有世界級軟件、培訓、支持服務和 IP 核。 可縮放的 XPA 解決方案針對您的特定需要量身定制，是您 或您的設計小組獲得所需一切的最佳途徑，以使您的下一 個設計成為最佳設計。 DSP XPA Seat 是您實現高生產率的通行證，為您提供所 需的先進工具和專有技術，使您能夠在業界領先的 Xilinx FPGA 中開發出先進的低成本 DSP 設計。這個頗具價值的 預定制套裝價格優惠 20%，其中包括 System Generator for DSP 軟件工具和 15 個培訓學分。 2008年3月 www.xilinx.com/cn/dsp XtremeDSP 選擇指南 37 www.xilinx.com/cn/dsp/ 38 XtremeDSP 選擇指南 www.xilinx.com/cn/dsp 2008年3月 公司總部 Xilinx, Inc. 2100 Logic Drive San Jose, CA 95124 電話： (408) 559-7778 傳真： (408) 559-7114 網址：www.xilinx.com 歐洲 Xilinx Europe One Logic Drive Citywest Business Campus Saggart, County Dublin Ireland 電話： +353-1-464-0311 網址：www.xilinx.com 日本 Xilinx, K.K. Art Village Osaki Central Tower 4F 1-2-2 Osaki, Shinagawa-Ku Tokyo 141-0032 Japan 電話： +81-6744-7777 網址：japan.xilinx.com 亞太區總部 Xilinx, Asia Pacific 5 Changi Business Park Singapore 486040 電話： +65-6407-3000 網址：www.xilinx.com www.xilinx.com/cn ©2008 Xilinx Inc. 版權所有。Xilinx 公司的徽標 XILINX 及本文所含其他指定標誌都是 Xilinx 公司 的商標。PowerPC 是 IBM 公司的商標。所有其他 商標都是其各自所有者的財產。 PN 0010944-5_SC