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    Cyclone 与Spartan-3对比

    * 作者 : admin * 发表时间 : 2018-08-23 * 浏览 :

    Cyclone Spartan-3对比


    Altera中国区代理――骏龙科技有限公司技术支持部


    基本特性


    Feature

    Cyclone

    Spartan-3

    Core Supply Voltage

    1.5 V

    1.2 V

    Process Technology

    0.13 um

    0.09 um

    I/O Supply Voltage

    1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V

    J code 器件不支持3.3V I/O

    3.3V PCI Compliance

    Yes

    器件不支持3.3v PCI,要支持3.3V PCI,需要外加的部件

    注:Spartan3有两种版本:J版本和普通版本,最先生产是J版本(包括X3S1000JX350J),这种版本的芯片最高只支持3.0v信号输入


    下面我们就电气特性和逻辑性能两方面对两种芯片进行比较,比较数据来源于200427日从官方网站下载的Cyclone数据手册ver1.4Spartan3的数据手册ver1.1




    电气特性比较



    Spartan3 使用极限条件分析


    Vcco接2.5v,最高极限输入电压为3.0v,如Vcco接3.3v,最高极限输入电压为3.75v,最高推荐输入电压为3.45v    

    Tj(芯片工作结温)最高为125度


    Spartan3 供电分析

    Spartan3的内核使用1.2v,此外还需要一个2.5v的Vccaux辅助电源,这意味着如果用户使用3.3VTTL,为了使Spartan3正常工作,必须同时使用3种电源:1.2v(Vccint), 2.5vVccaux), 3.3vVcco)



    下面我们看一下Cyclone器件的情况:


    Cyclone器件使用极限条件



    Cyclone器件的最高极限输入电压为4.6v,最高推荐工作电压4.1v

    Tj(芯片工作结温)最高为135度


    Cyclone器件只需要1.5v内核电压和一个Vccio电压


    小结

    从电气特性上看,Spartan3对输入电压容忍度小,要求苛刻,Cyclone器件的输入范围大,可以容忍更高的信号过冲和干扰,可以更加可靠的工作。 从供电上看,Spartan3的供电复杂,不但1.2v为单板少见,甚至需要同时使用3种电源才能使FPGA正常工作。



    逻辑特性测试


    由于Spartan3数据手册还没有延时参数,所以我们采用软件进行性能分析,软件版本分别为:QuartusII3.0+SP2以及ISE6.1.03i,选择的器件为EP1C4F324C8 X3C200F256-4X2V250-F256,他们容量相当,均为最慢等级器件。 我们不加任何约束,直接编译,结果如下:



    EP1C4F324C8

    XC3S200-4FG256

    X2V250-4FG256

    16 位带使能端计数器

    Fmax = 275MHz

    Tsu max = 0.572 ns

    Tco7.103ns


    Fmax = 5.522 ns181.1MHz

    Tsu max = 1.807 ns

    Tco9.024ns


    Fmax = 4.320 ns231.5MHz

    Tsu max = 1.179 ns

    Tco8.7224ns


    16 位双口RAM

    Dataa

    Clka fmax = 197MHz

    Tsu max = 1.592 ns

    Tco max = 8.703 ns



    Datab

    Clkb fmax = 197MHz

    Tsu max = 1.625 ns

    Tco max = 8.885 ns

    Dataa

    Clka fmax = 6.136 ns (163MHz)

    Tsu max = 2.589 ns

    Tco max = 8.268 ns


    Datab

    Clkb fmax = 5.293 ns (188.9MHz)

    Tsu max = 2.590 ns

    Tco max = 13.092 ns

    Dataa

    Clka fmax = 5.077 ns (197MHz)

    Tsu max = 1.755 ns

    Tco max = 7.102 ns


    Datab

    Clkb fmax = 3.875 ns (258MHz)

    Tsu max = 1.766 ns

    Tco max =11.769 ns


    从测试数据可知Spartan3在逻辑性能上低于Cyclone,甚至低于前一代的VirtexII