Xilinx Platform FPGA解決方案可以讓過去零散配置於印刷電路板的各種元件，直接內建於Virtex-II元件 - 提供以往可編程元件無法達到的系統整合度。Xilinx Plateform FPGA計畫推出的第一套方案，就是檢視Virtex-II解決方案，透過產品迅速上市的特性、以及所有必備的功能，以單一元件支援目前各種精密系統，協助業者擴展各種精密系統市場。新方案包括以下特性：

● XCITE(Xilinx Controlled Impedance TEchnology)突破性技術，讓具備DCI(Digitally Controlled Impedance)性能的FPGA平台外部電阻不再需要在單端點I/O通道上維持訊號的完整性

● 內建於晶片內的12組精密型數位時脈管理器(Digital Clock Managers；DCM )，提供相位轉移、時脈扭曲消除、以及頻率合成等功能

● Virtex-II Plateform FPGA提供16組預先設計、無假性脈衝(glitch-free)的全域時脈多工器

● 高彈性的SelectI/O Ultra技術，支援840 Mb/s 的I/O效能升級1108組使用者I/O接腳(554組差動式I/O對偶)

● 尖端科技的SystemIO 能串連 RapidIO、PCI-X 、OIF SPI-4 (POS-PHY L3/L4 、Flexbus 4) 、以及HyperTransport (先前為LDT-Lightning Data Transport)等標準

● 專利IP設計透過內建於晶片的Triple資料加密標準(Data Encrypted Standard；DES)位元流加密技術，保護產品免於被仿冒與逆向工程破解

● 高邏輯容量的Virtex-II 元件提供1000萬組系統閘數

● 支援高達4.5 Mb記憶體的Platform FPGA

● QDR/DDR( Quad Data Rate/Double Data Rate)暫存器提供超過400 Mb/s的效能

● Active Interconnect路由技術能提升高速寬頻匯流排的輸出流量

● 單一Virtex-II元件提供192組乘數器，具備250 MHz的管道傳輸效能

● Virtex-II Platform FPGA為XtremeDSP提供每秒超過6000億次的加乘效率

此外，Xilinx FPGA元件的彈性，讓設計師能在系統設計的研發與生產階段進行無數次的設計變更。這能讓設計時程從數年縮短至數個月。如(圖一)所示，Platform FPGA結合多套先進設計工具與智慧財產(Intellectual Properties；IP)，提供一套完善的系統設計平台，協助業者研發尖端技術的應用產品。

《圖一　結合多套設計工具的Xilinx FPGA平台》

IP-Immersion架構

Virtex-II IP-Immersion架構能協助整合各種新型hard-macro元件，包括強化型可調式邏輯區塊(Configurable Logic Blocks；CLB)、記憶體、升級多工器等。IP-Immersion架構亦能輕易整合未來推出的各種hard-macro元件，例如正在研發中的IBM PowerPC 處理器以及各種高速序列I/O。這些新型hard-macro能大幅提高單晶片解決方案中的資料處理與傳輸效能。(圖二)為一套典型的Virtex-II矽晶元件配置。

《圖二　典型的Virtex-II矽晶元件配置》

XCITE DCI

Xilinx率先提出的晶片內建數位控制阻抗(Digitally Controlled Impedance，DCI)方案，如(圖三)所示，Virtex-II FPGA的DCI功能讓設計師能提高訊號完整度，並大幅減少印刷電路板中阻抗匹配元件所需的外部電阻數量。因此，內建DCI技術的Virtex-II FPGA能降低整體系統成本與機板配置的複雜度。此外，XCITE能提升整體系統的可靠度，並協助設計師因應產品上市的時程目標。

《圖三　大量減少外部電阻數量的XCITE DCI方案》

主動式互連技術

Virtex-II架構配備1000萬組系統閘數，為業界密度最高的解決方案，其內建的主動互連技術讓設計師能發展出最佳化的預設路由延遲方案，並融入前端設計的效能。晶片能支援高速I/O標準，包括1108組使用者I/O接腳。各種先進DSP應用功能，例如回聲消除、前置錯誤修正、及影像壓縮/解壓縮等，都能透過Virtex-II Platform FPGA內部的嵌入式高速18-bit x 18-bit多工器來達成。透過Virtex-II 解決方案，業者能迅速研發出兩種最具技術挑戰性的系統：資料通訊與數位訊號處理。這些系統需要極高的邏輯整合度、高速且精密的匯流排路由、完備的傳輸管線及FIFO記憶體。

軟體設計工具

Virtex-II解決方案透過一系列精密的設計工具，支援業界最高的執行時間(run time)與最先進的設計方法。這種結合模式提供更高的生產力與更快速的上市時程。Xilinx設計流程提供高效率的 "what if"程式分析，能加速發展過程，並提升系統效能。而高階的機板配置與模組化設計，更能實現真正的團隊設計環境。

Xilinx System Generator配合MathWork的MATLAB與Simulink規劃程式，提供一套便利的設計方案，讓系統與DSP設計師能利用熟悉的開發工具。這些軟體工具與Xilinx Smart-IP核心，皆已針對Xilinx元件進行優化設計，讓設計師能提高整體設計的生產力，並縮短產品市上時程。此外，透過Xilinx IP 供應流程，可強化工程生產力。Xilinx CORE Generator軟體包含各種IP建構元件以及可重複使用的精密型IP核心。最新版本的IP核心與IP更新資料可從Xilinx IP中心網站下載：www.xilinx.com/ipcenter/

克服檢驗瓶頸

目前業界面臨最大的挑戰之一就是檢驗上的瓶頸。Platform FPGA的編程能力讓設計師不必再執行晶片層級訊號分析與掃瞄等費時的檢驗作業。Xilinx設計工具能縮短規劃與實驗室內部的檢驗時間。透過針對所有檢查點的支援能力 - 包括RTL(Register Transfer Level)模擬、加速型時序模擬、甚至是功能強大的穩態時序分析 - Xilinx設計工具能確保設計師與工程師能充份發揮工作時效。

機板層級的檢驗工作可透過STAMP(Static Timing Analysis Modeling Procedure)與LMG(Logic Modeling Group)智慧型模式來完成。Xilinx ChipScope ILA(整合式邏輯分析器)是一套革命性的工具，能執行即時性的晶片除錯作業。邏輯分析核心能嵌入實際的設計方案中，任何訊號的即時行為皆能加以顯示、分析、甚至輸出，並透過各種邏輯分析工具進行機板層級的分析作業，同時獲得極為精準的結果。ChipScope ILA能輕易處理各種寬頻匯流排、升級多重時脈、處理複雜的啟動等作業，將除錯作業從數週縮短成數小時。ChipScope ILA已整合各業界大廠的工具，其中包括Agilent Technolog的l6700系列邏輯分析器以及Synplicity的Certify工具。

結論

業界已邁入一個全新的系統平台設計時代。Virtex-II Platform FPGA平台解決方案具備支援系統連接能力、DSP、以及處理型應用系統等。透過多元化的系統功能，設計師能利用此平台發展出全新的架構作為核心，支援未來的光纖網路、區域儲存網路、VoIP、影像、以及無線通訊等應用系統。