Spartan-3Aプラットフォーム ザイリンクス社 2006年12月 Slide 1 市場の多様化を推進する Spartan 産業機器 15% ストレージ/ サーバ 12% Spartanシリー ズの累積売上 は18億ドル、 累積出荷数は 2億個 総売上の 26% 民生機器 と自動車 18% 通信/ ネットワーク 42% その他 13% Spartanの市場別2006年度売上 Spartan-3A Presentation 2 出典: ザイリンクス決算資料による Spartanが狙う先端ネットワーク領域： 中核は「トリプルプレイ」 家庭とさまざまな職場 (Triple Play) Voice 拡大する領域 Video Data ワイヤレス Spartan-3A Presentation 3 家庭 自動車 工場 / オフィス 工事現場 新たな領域での応用例 自動車 Spartan-3A Presentation 4 家庭 工場/オフィス 増大する情報需要 デジタル映像処理 伝送および保存 K K 200,000 2010年：1億6,000万ユニット 50,000 2010年：4,500万ユニット 40,000 150,000 30,000 100,000 20,000 デジタルSTB セキュリティカメラ (住宅用ゲートウェイを含む) 50,000 10,000 0 2005 2006 2007 2008 2009 0 2005 2010 2006 2007 2008 2009 K 600,000 2010年：5億2,000万ユニット 500,000 400,000 ディスプレイ 300,000 フラットパネルディスプレイ 200,000 100,000 0 2005 Spartan-3A Presentation 5 出典: iSuppli、Q4 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2010 最大の課題: システムコスト ロジックセル数 アプリケーション #1 必要なI/O本数は 少ないが、より多く のゲート数が必要 無駄な I/O = コスト 最終的な デバイス選択 の 来 従 A G FP 無駄なｹﾞｰﾄ = コスト アプリケーション#2 必要なゲート規模は 少ないが、I/O本数 は必要 I/O数 Spartan-3A Presentation 6 ソリューション: 特定ドメイン最適化プラットフォーム ト ス コ Spartan-3 プラットフォーム ロジックセル数 – 大容量多端子のアプリケーション Spartan-3Eプラットフォーム – ロジック重視 New! Spartan-3A プラットフォーム – I/O重視 I/O数 Spartan-3A Presentation 7 世界で最も低コストのI/O重視型FPGA Spartan-3A Presentation 8 Spartan-3A プラットフォームの導入 ゲート集積度よりI/O数と性能が 重視されるアプリケーション向け ロジックセル数 (千) 80 Spartan-3 プラットフォーム – 大容量・多ピンのアプリケーション ~ ~ 40 Spartan-3Eプラットフォーム – ロジック重視 30 Spartan-3Aプラットフォーム 20 – I/O重視 New! 10 0 100 200 300 400 500 600 700 800 I/O数 業界最高レベルのコスト効率と生産性が実証されている90nmプロセス技術に基づく Spartan-3A Presentation 9 コスト以外のチャレンジ 変化への迅速な対応 • 次々に現れる多数の標準インターフェイス • 多様なメモリ・インターフェイス • 市場投入までの期間短縮 デザインマージン • 異種DRAM間で異なった タイミング要求条件への 対応 • シグナルインテグリティと プリント基板の複雑化 Spartan-3A Presentation 10 消費電力 • 厳しさを増す低消費電力への 要求 • 発熱制約条件 • 高速再起動への要求 不正コピー対策 • 競合他社によるデザイン盗用 • コントラクタによる不正な製造 • IPのライセンシングとトラッキング の困難性 Spartan-3Aプラットフォームの特徴 最も広範囲なI/O標準の 最も広範囲なI/O標準の サポートとIPブロック サポートとIPブロック 柔軟性に富む 柔軟性に富む 消費電力管理モード 消費電力管理モード Device Device DNA DNA 不正コピー対策 不正コピー対策 強固な 強固な ソースシンクロナス ソースシンクロナス インターフェイシング インターフェイシング 包括的な 包括的な コンフィギュレー コンフィギュレー ション能力 ション能力 Spartan-3A Presentation 11 最も広範囲なI/O標準のサポート ブリッジング 差動信号方式 メモリ・インターフェイス FPGA DDR2 SDRAM DDR SDRAM 検証済みのインターフェ イスIPソリューション： PCI、PCIe、USB、CAN、 SPI、I2Cなど 民生ビデオ機器用に 向けた業界初のTMDS およびPPDS対応FPGA LVDSとオンチップ差動 終端もサポート 低コストなメモリ・イン ターフェイスとして一般 的なDDRおよびDDR2 をサポート 26種類のシングルエンドおよび差動インターフェイス標準に適合する 業界唯一の低コストFPGA Spartan-3A Presentation 12 データとクロックの精密なセンタリングによる システムコストの低減 より低コストなメモリの選択が可能に データ有効ウィンドウ データ 333 Mbps クロック 167 MHz 立上りと立下りエッ ジが不明瞭な領域 .5 ns 単位 • FPGAロジックで入力遅延を制御 するユニークなソリューション • データとクロックのダイナミックな センタリング調整 Spartan-3A Presentation 13 Spartan-3A FPGA DQ ダイナミック 遅延回路 FPGA ファブリック ステート ステート マシン マシン 柔軟性に富む消費電力管理モードで 消費電力を低減 • サスペンドモード – スタティック消費電力を40%以上低減 – 1マイクロ秒以下の迅速な再起動 – 全時間領域にまたがるシステムレベルの同期 • 例：頻繁に使用しない表示機能 • ハイバーネートモード – スタティック消費電力を最高99%低減 – 100ミリ秒以下の再起動時間 • 例： ペイパービュー(Pay-Per-View)データ伝送 デュアル・モードで消費電力を管理する業界唯一の 90nm FPGA Spartan-3A Presentation 14 Device DNAによる強固な不正コピー対策機能 • Device DNA シリアルナンバでデザインの不正コピー を防止 • ユーザ定義の認証方式による優れた柔軟性 • 新たに「購入前の試用」とロイヤルティ・ベース製造 ライセンシング・モデルの提供が可能に • コストに厳しい民生機器や通信機器に対するFPGA の適用性を保証 業界初の低コスト FPGA Spartan-3A Presentation 15 包括的コンフィギュレーション能力で システムコストをさらに低減 • 最も低コストな構成を可能とす • マルチブート機能を強化さ せるとともに、ウォッチドッ る広範囲なフラッシュメモリ群 グタイマ機能を使用するこ のサポート とでゴールデンコンフィギュ – SPI と パラレルフラッシュの両方を レーションファイルの起動 を約束 サポート System Flash Spartan-3A Presentation 16 FPGA#1 システム メモリ FPGA#2 S/Wコード FPGA#3 係数テー ブル Spartan-3Aプラットフォームが提供するもの !優れた柔軟性 業界で最も広範囲なI/O 標準のサポート !大きなデザインマージン • Dynamic Delayによる データ入力遅延の制御 • 差動信号のオンチップ 終端 Spartan-3A Presentation 17 !低消費電力性 柔軟性に富む 低消費電力モード !不正コピー対策 DeviceDNAを用いた 強固な不正コピー対策 Spartan-3Aの生産計画 • デバイス出荷 – XC3S700A と XC3S1400A は出 荷準備完了 – すべてのSpartan-3Aデバイス は2007年第2四半期までに 量産 • キット､開発ツール – Spartan-3A スタータ・キットは 2007年Q1に提供予定 – ISE 8.2i SP2以降でサポート • ISE WebPACKで全Spartan-3A開 発可能 Spartan-3A Presentation 18 Spartan-3 ジェネレーション 最適適用領域の位置づけ ロジックセル数 (千) 80 ~ ~ Spartan-3Eプラットフォーム – ロジック重視 ディスプレイ ビデオ コプロセッシ ング 40 産業用 ネットワー キング 車載ネット ワーキング Spartan-3 プラットフォーム – 高集積度とピン数重視の アプリケーション向け 30 有線 / ワイヤレス ワイヤレス CPE 20 ディスプレイ インターフェイス ブリッジング ビデオ MUX 10 0 100 200 Spartan-3A Presentation 19 300 ディスプレイ パネル インターフェ イス 車載ネットワーキング 産業機器 Spartan-3Aプラットフォーム – I/O 重視 400 500 600 民生機器 700 800 I/O数 特定用途向けIPがユーザの デザイン問題を解決 市場での ソリューション シャープネス補強 インターリーバ/ デインターリーバ Viterbi デコーダ 輝度およびコントラスト 調整 擬似乱数発生器 LVDS 送受信 TDMインターフェイス I/O、DSP、 組み込み ソリューション 有線および Wired and Wireless ワイヤレス 10/100 Ethernet MAC パケット分類 ギガビットEthernet MAC リードソロモン エンコード / デコード SPI-3/4 HyperTransport InfiniBand PCI 64 ビット/ X CANコントローラ MicroBlaze PCI Express Smart Card PicoBlaze USB2.0 I2C FIR / FFT 現在300を超える IP ブロックが利用可能 – www.xilinx.co.jp/ipcenter Spartan-3A Presentation 20 市場でのソリューション ダイナミックガンマ 補正 セットトップ Set-top Box ボックス その他 フラットパネル Flatディスプレイ Panel Display 応用例 セットトップボックスや住宅用ゲートウェイ 課題 理想的なプラットフォーム ディスプレイ オーディオ 条件つきアクセスやセキュリ ティに対する挑戦的なアルゴ 検証済みの認証および暗号化IPを使 リズムおよびサービス・プロバ 用したロジック重視型 Spartan-3E FPGA イダの要求 コーデックおよび ビデオ処理 コーデックとビデオ処理の性 能がボトルネック XtremeDSPコプロセッシング・テクノロジ と IPを使用したロジック重視型 Spartan3E FPGA 周辺回路やプロトコル標準の 変更、ボードの変更コスト、デ バイスの陳腐化への対処 26種類の異なったI/O標準と検証済み のコネクティビティIPを使用したI/O重視 型 Spartan-3A FPGA Bluetooth USB / USB2.0 802.11a/b/g Ethernet IEEE 1394 HiperLAN2 Power Lines Storage / Hard Disk Drive Spartan-3A Presentation 21 インターフェイスの変化に対 応した複数モデルの在庫管 理 応用例 フラットパネル・ディスプレイ 課題 理想的なプラットフォーム タイミング・コントロール(TCON) や画像補強、コスト等に対する 挑戦的な要求 検証済みの画像補強IPを使用した I/O 重視型 Spartan-3A FPGA 変動が激しいインターフェイス 標準とコストへの対応 7:1 LVDS、RSDS、mini-LVDSおよび新しい PPDSスタンダードを使用した I/O重視型 Spartan-3A FPGA ビデオ/チュ ーナ・ボード ビデオフォーマット変換、スケー リング、IP変換およびその他の 画像補強 XtremeDSPコプロセッシング技術と検証 済みの画像補強IPを使用したロジック 重視型 Spartan-3E FPGA ビデオ入力 周辺回路インターフェイスおよ びスイッチング、コスト低減 TMDSおよびその他の入力標準に適合 した I/O重視型 Spartan-3A FPGA パネルボード リンク Spartan-3A Presentation 22 Spartan-3 ジェネレーションFPGA: 優れた低コストアプリケーション・プラットフォーム • 複数の特定ドメイン最適化プラットフォームで構成 された業界初の量産対応FPGA NEW – Spartan-3A プラットフォーム – I/O 重視型 – Spartan-3E プラットフォーム – ロジック重視型 – Spartan-3 プラットフォーム – 最高レベルの集積度と I/O 数を備える • 最適化されたシリコンおよび特定用途向けIPが ユーザのデザイン問題を解決 • 柔軟性と経済性との組合せにより 量産アプリケーションにも適用可能としたFPGA Spartan-3A Presentation 23 Spartan-3A 参考資料 Slide 24 Spartan-3A Product Table Device XC3S50A XC3S200A XC3S400A XC3S700A XC3S1400A System Gates 50K 200K 400K 700K 1.4M Logic Cells 1,584 4,032 8,064 13,248 25,344 Maximum I/O 144 248 311 372 502 Block RAM bits 54K 288K 360K 360K 576K Distributed RAM bits 11K 28K 56K 92K 176K 18x18 Multipliers 3 16 20 20 32 DCMs 2 4 4 8 8 TQ144 108 / 50(1) FT256 144 / 52 195 / 90 195 / 90 248 / 112 251 / 112 FG320 FG400 FG484 FG676 (1) Maximum User I/O / Maximum Differential I/O Spartan-3A Presentation 25 311 / 142 311 / 142 372 / 165 375 / 165 502 / 227 差動 I/O 標準の新規サポート • • • • • • LVDS_33 LVPECL_33 PPDS_25 & PPDS_33 (Point-to-point differential standard) RSDS_33 TMDS_33 (Transition-minimized differential standard) Differential I/O standards supported – – – – LVDS_25/33, Bus LVDS RSDS_25/33 TMDS_33 MINI_LVDS_25/33 Spartan-3A Presentation 26 " " " " TIA/EIA644 specs National Rev 1.0 specs HDMI & DVI specs TI SLDA 007A specs 3.3V(+/-10%) I/O サポート • 絶対最大定格と推奨動作条件の改良 • 下記標準I/Oを追加サポート – SSTL3 Class I & II – SSTL18 Class II VAbsolutemax VCCOMAX VCCONOM VCCOMIN Spartan-3A Presentation 27 4.6V 3.6V 3.3V 3.0V +/- 10% その他 • 2電源系統で使用可能 Spartan-3A VCCINT 1.2V VCCAUX 2.5V or 3.3V VCCO 1.2V to 3.3V 自由に選択が可能 • ホット・スワップの対応 – Hot socketing, Hot plug-in, Hot insertionサポート Spartan-3A Presentation 28
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