Spartan®-7 FPGA ファミリのパッケージ

・Spartan®-7のロジックアーキテクチャはSpartan®-6のロジックアーキテクチャとほぼ一致しているため、Spartan®-6で作成されたデザインのほとんどはSpartan®-7への移行は簡易です。

・BRAMは、Spartan®-6では18Kbまたは2x9Kb、Spartan®-7では36Kbまたは2x18Kbとなっています。

・I/Oバンクは、Spartan®-6では30~120ピンのバンク構成、Spartan®-7では50ピンのバンク構成となっているので信号の接続に注意が必要です。

Artix®-7 FPGA ファミリのパッケージ

・Artix®-7のロジックアーキテクチャはSpartan®-7と似ていますが、トランシーバーが搭載されています。

・トランシーバーについて、Spartan®-6のトランシーバーPLLはTx/Rxは同じPLLを使用する必要がありましたが、Artix®-7ではTx/Rxを異なるクロックを使用でき、PLLはTx/Rxをそれぞれで駆動できます。

・7シリーズのデバイスは、Spartan®-6より優れた電力プロファイルを備えています。Spartan®-7またはArtix®-7、Artix® UltraScale+™のI/Oはホットスワップをサポートしていないため、これらの電源モードをサポートするには、特別なボード/システムレベルの技術を考慮した設計(検討)が必要となります。

参考資料
XAPP1311 (v1.0)：FPGA でのホット スワップ

・Spartan®-6は設計ツール ISE® Design Suite を使用し、7シリーズ(Spartan®-7、Artix®-7など)はVivado® Design Suiteを使用する必要があり、ツールの環境を整える必要があります。

参考資料
UG911 (v2019.2)：ISE®からVivado®への移行ガイド
UG429 (v1.0)：7シリーズFPGAマイグレーション

電源電圧について

以下の表はSpartan®-6をベースに各デバイスで必要とする電源電圧になります。

表を参照いただくと、コア電源、バッテリ電源等、Spartan®-6との違いがあります。
そのため、電源系の設計、部品選定含め、基板設計を行う必要があります。

FPGAの電源投入シーケンス、断シーケンスについては、データシート参照ください。

参考資料
UG483 (v1.10)：7 シリーズ FPGA PCB デザイン ガイド
UG583 (v1.22.1)： UltraScale アーキテクチャPCB デザイン

コンフィグレーションについて

Spartan®-7、Artix®-7では、Spartan®-6と比べて、データサイズ(bit stream)が異なりますので、Spartan®-6で使用していたFlashROMが使用できない場合があります。

参考資料
UG908 (v2015.1)：Vivado®ユーザーガイド
→Vivado® でサポートしているコンフィグレーション・メモリデバイスのリスト記載があります。

UG380 (v2.2)： Spartan®-6 FPGAコンフィギュレーション
UG470 (v1.9)：7 シリーズ FPGAコンフィギュレーション
UG570 (v1.14)： UltraScale™ アーキテクチャコンフィギュレーション

対応するメモリサイズの表になります。

上記より、選定したFPGAデバイスに合わせてコンフィグレーションメモリ(FlashROM)容量に注意してください。

次回は、SelectIO™など、電気的特性について記載する予定です。
最後までご覧いただきありがとうございました。

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