易灵思Ti60 FPGA专题(1)-器件和需求介绍
作者:Hello,Panda
各位朋友们,先生们,女士们,大家早上好,中午好,晚上好。熊猫君最近正在折腾HK的易灵思FPGA芯片做一个Camera,现在弄得差不多了,计划分享一期易灵思的专题,大概有6集的样子,献丑了,希望大家多多指正。
一、器件基本情况
首先跟大家汇报一下,熊猫君使用的是16nm钛金系列的量产器件Ti60F100S3F2的商业级器件,器件的基本情况如下:
(1)逻辑容量:62016LE;
(2)RAM容量:2.6Mbit(256个10Kb Block RAM);
(3)DSP计算单元:可用作19*18bit整数乘法器和48bit加法器、16bit浮点计算的DSP计算单元160个;
(4)锁相环(PLL):3个,片内振荡器1个;VCO频率2200MHz~5500MHz;最大时钟输出频率1000MHz;本地振荡器支持10/20/40/80MHz输出到全局时钟网络;
(5)片内SPI Flash:16Mbit,读写时钟频率85MHz;
(6)片内HyperRAM:256Mb/200MHz,带宽为400Mbps;
(7)IO特性:高速差分对支持LVDS、Sub-LVDS、Mini-LVDS、RSDS、MIPI D-PHY等电平标准,发送与接收速率均为1.5Gbps;支持2、4、8、10的串行化/去串行化串并比;
(8)支持JTAG、SPI Active和SPI Passive三种配置模式;
(9)封装:FBGA100,61个HS IO,0.5mm Pin间距,5.5mm*5.5mm封装尺寸;
熊猫君选用的这颗器件不支持DDR,不支持DDR,不支持DDR。
二、用途
这颗FPGA有以下几个优点:(1)容量大,高达60K;(2)内置Flash和HyperRAM;(3)封装尺寸小;(4)电源方案简洁,功耗低。
那么就特别适用于小体积低功耗的应用场景,比如(1)非制冷红外热像仪机芯;(2)无人机载荷;(3)工业手持类相机;(4)便携式的医疗成像设备;(5)Camera Sensor多源MUX和屏驱动等。
熊猫君用这颗料主要还做内置特定算法的工业Camera和医疗软镜(基于OV6946、OV9734、OH0TA10又叫OCHTA10等小靶面医用Sensor)。总之呢,需要在这颗FPGA芯片的逻辑、存储带宽性能允许范围内,用一颗单FPGA实现功能,毕竟处于成本考虑,一颗FPGA就便宜了,如果还要加蛮多外设的话,成本和面积都包不住,也就失去了它原有的优势了。
因为是原型验证用,熊猫君做个测试板,框图如下:
三、硬件设计和功耗
Ti60F100的需要0.95V内核电压(内核电源最好用3A以上的)和1.8V的AUX电压,IO电压根据实际使用情况确定,需要特别注意的是:(1)内置SPI由VCCIO1A_4B供电,固定为1.8V,内置SPI Flash和外置Flash引脚共用,只能二选一使用;(2)内置HyperRAM 由VCCIO_2A_2B供电,固定为1.8V。
在资源用到60%左右的时候,单板功耗约1.5w,因此FPGA芯片还是需要散热设计。
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