ArtixのQ&A
Artix-7の疑問と質問にお答えします
このページでは、Artix-7ボードを開発するときに私自身が抱いた疑問点をはじめとして、さまざまな質問とその答えを書いていきます。
[素朴な疑問] [技術的な質問] [特電ボードに関する質問]
Artix-7の素朴な疑問
Artix(アーティックス)ってどういう意味ですか？
XILINXの人だったか代理店だったか人に聞いたところでは、低消費電力で南極(arctic)のように涼しいという意味が込められているからと聞きました。
それに対して、KintexはVirtexとArtixの間でいったりきたり運動（Kinetic）することから命名されたと聞きました。
XILINXはArtix-7の小さいほうを出さないのですか？
Artix-7で現在（2013年7月）リリースされているものは、XC7A100TとXC7A200Tのみです。本当はXC7A30とか小さいのもあるはずなのですが、いつの間にかISEのデバイスの選択からも消えています。
おそらく、XILINXの営業戦略的に大きいものから出していくためだと思われます。今度でるUltraScale（XILINX 8に相当）もArtixシリーズは未定のようなので、もっと可愛がってほしいです。
2014年6月にはXC7A50Tの話も聞くようになりました。
現在出ているArtix-7はすべてT（トランシーバ内蔵）なのですか？
そのようです。しかし、324パッケージのものでは内部でDisableにされているので使えません。
チップにバグはありますか？
今のところ問題はないように思えます。安心して使えます。
XC7A100Tはどのくらいの規模（ゲート数）ですか？
今はゲート数という数え方はしませんが、500万ゲートくらいだと思います。
100Tの100というのはロジックセル数を表し、Spartan-6以降の型番と同じ単位です。ですから、XC7A100TはXC6S45の約2.3倍のロジックセル数です。
Spartan-6とArtix-7ではどちらも6入力LUTなので、同じように換算できます。
Spartan-6と比べたときの最大のメリットはなんですか？
消費電力が少ないことです。省エネでエコです。
次に、内蔵BRAMが増量されていることです。
Spartan-6と比べて、最初にハマるところはなんですか？
クロックが「リージョンクロック」になっているため、そのままではPARでエラーになることがあります。しかし、UCFファイルにBackBoneクロックを許す記述を１行書き加えれば通るので問題にはなりません。
いままでのXILINX FPGAを使っている方ならば何も難しくはありません。ツールも同じように使えます。
技術的な質問
DDR3メモリをつなぐときに、Spartan-6と比べて良いことは？
ハードウェアメモリコントローラではないので、アドレス線やデータ線が比較的自由に配置できることです。
ただ、ピン配置の制約はいろいろあります。詳しくはお問い合わせください。
それから、1066Mバイト/秒までいけます。この速度はSpartan-6には真似できません。
DDR3メモリをつなぐときに苦労することは？
ソフトウェアコントローラなので、論理合成に時間がかかります。また、SLICEも食います。
低用量品（XC7A30）ではDDR3を使うことは現実的ではないでしょう。
MIGの生成するユーザポートはマルチポートではないので、それも大変です。
XADCを使えばADコンバータを外付けしなくても計測器になりますか？
ノイズが多いので大変厳しいでしょう。他社のZYNQボードでも8bitの精度しか出ていないような気がします。
計測に使うなら外にADCを付けたほうがいいでしょう。餅は餅屋です。
電源電圧は何Vですか？
コアは0.9Vまたは1.0V。ただし0.9Vだと遅くなるので1.0Vがいいでしょう。
BRAM用の電源は1.0V。コアと合わせて1.0Vにするのが無難です。
VCCAUXは1.8Vです。このVCCAUXが数百mAと、かなり食います。
I/O電圧は1.5でも、3.3でも、望みの電圧にできます。
VREFやVBATTの処理の方法などはArtix-7ボードの回路図をご覧ください。
Bank16のピンが少ないのですが、クロック用など何か特別な機能を持ったバンクですか？
いいえ。ただ、ピンが削られて小さくなってしまっただけのバンクのようです。特別な機能はありません。
どのくらい電流を消費するのですか？
XPowerAnalyzerを使って解析するのが一番です。
MicroBlazeを2個入れても400mAくらいしか消費しないようです。電源は1Aもあれば十分なのではないかと思います。やっぱり低消費電力です。
スピードグレードの-1,-2,-3はどのくらい違いますか？
-3グレードはDDR3メモリに1066でアクセスできます。-1と-2は800までです。
32bitカウンタを作って、そのクリティカルパスの遅延から最大動作速度を推定してみました。
その結果、Spartan-6の同一スピードグレードより若干早いという結果になりました。
ただ、カウンタみたいな回路は専用の配線があるのであまりあてにはらないかもしれません。それにISE14.5の遅延時間の推定も怪しいものがあります。
とにかく、Spartan-6よりは速いけど、劇的に圧倒的というわけではないようです。
コンフィグROMには何が使えますか？
従来のSpartan-6と同じく、SPI ROMや、Platform Flash、BPIなどいろいろです。
コンフィグデータのサイズはどのくらいですか？
XC7A100Tの場合、約4Mバイトです。つまり、M25P32だったら全部を使い切る量です。
特電Artix-7ボードに関する質問
USB経由でのJTAGコンフィギュレーションはできますか？
できます。
I/Oは何本ありますか？差動ペアは何個ありますか？
I/Oは全部で64個です。差動ペアは31組あります。
ピンヘッダのI/Oで、どのくらいの速度が出せますか？
LVDSに設定して、ISERDES、OSERDESを使って、さらに終端もきっちりやれば、こんなピンヘッダでも1Gbps超が出せます。ただし、十分にテストしてください。
LVCMOS25などのシングルエンド規格であれば150MHzくらいまでにしておいたほうが良いでしょう。