FPGA ロジックのパフォーマンス特性

Artix UltraScale+ FPGA データシート: DC 特性および AC スイッチ特性 (DS931)

Document ID
DS931
Release Date
2023-12-26
Revision
1.6 日本語

ここでは、Artix UltraScale+ FPGAにインプリメントされた一般的なファンクションおよびデザインのパフォーマンス特性を示します。また、AC スイッチ特性 に記載されているガイドラインにも従っています。

次の表に示す LVDS パフォーマンスの I/O バンク タイプは High Performance (HP) または High Density (HD) のいずれかです。

LVDS コンポーネント モードの場合:

  • HP I/O バンクの入力/出力について、Vivado ツールではすべてのスピードグレードでクロック周波数が 312.9MHz に制限されます。
  • HP I/O バンクの IDDR について、Vivado ツールではすべてのスピードグレードでクロック周波数が 625.0MHz に制限されます。
  • HP I/O バンクの ODDR について、Vivado ツールではすべてのスピードグレードでクロック周波数が 625.0MHz に制限されます。
表 1. LVDS コンポーネント モードのパフォーマンス
説明 I/O バンクのタイプ スピード グレードおよび VCCINT 動作電圧 単位
0.85V 0.72V
-2 -1 -1
最小 最大 最小 最大 最小 最大
LVDS TX DDR (OSERDES 4:1、8:1) HP 0 1250 0 1250 0 1250 Mb/s
LVDS TX SDR (OSERDES 2:1、4:1) HP 0 625 0 625 0 625 Mb/s
LVDS RX DDR (ISERDES 1:4、1:8) 1 HP 0 1250 0 1250 0 1250 Mb/s
LVDS RX DDR HD 0 250 0 250 0 250 Mb/s
LVDS RX SDR (ISERDES 1:2、1:4) 1 HP 0 625 0 625 0 625 Mb/s
LVDS RX SDR HD 0 125 0 125 0 125 Mb/s
  1. LVDS レシーバーの最大パフォーマンスは通常、アプリケーションに依存します。パッケージ スキューは含まれておらず、PCB 配線で除去する必要があります。
表 2. LVDS ネイティブ モードのパフォーマンス
説明 12 DATA_WIDTH I/O バンクのタイプ スピード グレードおよび VCCINT 動作電圧 単位
0.85V 0.72V
–2 3 -1 3 -1 3
最小 最大 最小 最大 最小 最大
LVDS TX DDR (TX_BITSLICE) 4 HP 375 1600 375 1600 375 1260 Mb/s
8 375 1600 375 1600 375 1600 Mb/s
LVDS TX SDR (TX_BITSLICE) 4 HP 187.5 800 187.5 800 187.5 630 Mb/s
8 187.5 800 187.5 800 187.5 800 Mb/s
LVDS RX DDR (RX_BITSLICE) 4 4 HP 375 1600 5 375 1600 5 375 1260 5 Mb/s
8 375 1600 5 375 1600 5 375 1600 5 Mb/s
LVDS RX SDR (RX_BITSLICE) 4 4 HP 187.5 800 187.5 800 187.5 630 Mb/s
8 187.5 800 187.5 800 187.5 800 Mb/s
  1. ネイティブ モードは、Vivado Design Suite で入手可能な High-Speed SelectIO Interface Wizard でサポートされています。ソース同期インターフェイスを前提としたパフォーマンス値です。
  2. PLL の設定により、許容データ レートの最小値が制限されることがあります。たとえば、CLKOUTPHY_MODE = VCO_HALF と設定した PLL を使用する場合、最小周波数は PLL_FVCOMIN/2 となります。
  3. FCVA289、UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージの場合、DDR インターフェイスの最大データ レートは 1260Mb/s で、SDR インターフェイスのデータ レートは 630Mb/s です。
  4. LVDS レシーバーの最大パフォーマンスは通常、アプリケーションに依存します。パッケージ スキューは含まれておらず、PCB 配線で除去する必要があります。
  5. 非同期レシーバーの性能は -2 スピード グレードで 1300Mb/s に、-1 スピード グレードで 1250Mb/s に制限されます。
表 3. MIPI D-PHY パフォーマンス
説明 I/O バンクのタイプ スピード グレードおよび VCCINT 動作電圧 単位
0.85V 0.72V
-2 -1 -1
MIPI D-PHY トランスミッターまたはレシーバーの 1 レーンあたりの最大データ レート 1 FFVB676 および SFVB784 パッケージの HP 2500 2500 1260 Mb/s
FCVA289、UBVA368、SBVB484、SBVC484 パッケージの HP 1500 2 1260 1260 Mb/s
  1. 適用される条件については、低い方の最大データ レートが適用されます。
  2. SBVB484 および SBVB484 パッケージのデバイスでは、データ レートが 1260 Mb/s より高い場合、Vivado ツール 2023.1.1 またはそれ以降が必要です。
表 4. LVDS ネイティブ モードの 1000BASE-X のサポート
説明 1 I/O バンクのタイプ スピード グレードおよび VCCINT 動作電圧
0.85V 0.72V
-2 -1 -1
1000BASE-X HP あり
  1. 1000BASE-X サポートは、CSMA/CD Access Method and Physical Layer Specifications (IEEE Std 802.3-2008) の IEEE 規格に基づいています。

次の表に、Artix UltraScale+ FPGA メモリ PHY を使用する場合に適用可能なメモリ規格とその最大データ レートを示します。サポートされるメモリ インターフェイス規格の一覧とその詳細な仕様については、 メモリ ソリューション を参照してください。メモリ インターフェイスの最終的な性能は、Vivado Design Suite でインプリメントされた完全なデザイン、 『UltraScale アーキテクチャ PCB デザイン ユーザー ガイド』 (UG583) に記載されているガイドライン、電気的解析、およびシステムの特性評価によって判断されます。

表 5. メモリ インターフェイスの最大物理インターフェイス (PHY) レート
メモリ規格 パッケージ DRAM タイプ スピード グレードおよび VCCINT 動作電圧 単位
0.85V 0.72V
-2 -1 -1
DDR4

FFVB676 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 2400 2133 1866 Mb/s
1 ランク DIMM 12 2133 1866 1600 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1866 1600 1333 Mb/s
4 ランク DIMM 14 1333 N/A N/A Mb/s

SFVB784 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 2400 2133 1866 Mb/s
1 ランク DIMM 12 2133 1866 1600 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1866 1600 1333 Mb/s
4 ランク DIMM 14 1333 N/A N/A Mb/s
UBVA368 および SBVB484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 5 1866 1866 1866 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1333 1333 1333 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1333 1333 N/A Mb/s
SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1333 1333 1333 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1333 1333 N/A Mb/s
DDR3

FFVB676 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 1866 1866 1600 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1600 1600 1600 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1600 1600 1333 Mb/s
4 ランク DIMM 14 1066 1066 800 Mb/s

SFVB784 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 1866 1866 1600 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1600 1600 1600 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1600 1600 1333 Mb/s
4 ランク DIMM 14 1066 1066 800 Mb/s
UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1333 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1333 1333 1066 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1333 1333 800 Mb/s
4 ランク DIMM 14 800 800 N/A Mb/s
DDR3L

FFVB676 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1600 1600 1333 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1333 1333 1066 Mb/s
4 ランク DIMM 14 800 800 606 Mb/s

SFVB784 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1600 1600 1333 Mb/s
2 ランク DIMM 13 1333 1333 1066 Mb/s
4 ランク DIMM 14 800 800 606 Mb/s
UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1333 1333 1066 Mb/s
1 ランク DIMM 12 1066 1066 800 Mb/s
2 ランク DIMM 13 800 800 606 Mb/s
4 ランク DIMM 14 N/A N/A N/A Mb/s
QDR II+ すべて シングル ランク コンポーネント 6 633 600 550 MHz
QDR IV XP FFVB676 および SFVB784 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1066 1066 933 MHz
UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 800 800 800 MHz
RLDRAM 3

FFVB676 パッケージ

シングル ランク コンポーネント 1066 1066 933 MHz
SFVB784 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1066 933 800 MHz
UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 933 800 667 MHz
LPDDR3 FFVB676 シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
SFVB784 シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
UBVA368、SBVB484、および SBVC484 パッケージ シングル ランク コンポーネント 1600 1600 1600 Mb/s
  1. DIMM (Dual In-Line Memory Module) は RDIMM、SODIMM、UDIMM、および LRDIMM を含みます。
  2. 1 ランク 1 スロット、DDP 2 ランク、LRDIMM 2 または 4 ランク 1 スロットを含みます。
  3. 2 ランク 1 スロット、1 ランク 2 スロット、LRDIMM 2 ランク 2 スロットを含みます。
  4. 2 ランク 2 スロット、4 ランク 1 スロットを含みます。
  5. XCAU10P および XCAU15P デザインで、DDR4 レートが 1600 Mb/s よりも高い場合、Vivado Design Suite 2023.1 v1.30 またはそれ以降が必要です。
  6. QDRII+ のパフォーマンス仕様は、バースト長 4 (BL = 4) のインプリメンテーションに対応するものです。