### Spartan-6 FPGA 选型指南关键知识点解析 #### 一、Spartan-6 FPGA 概览 Spartan-6系列FPGA是Xilinx公司推出的一款高性能、低成本的产品线，旨在为用户提供最佳的成本效益比。该系列采用先进的45纳米制造工艺，实现了性能与功耗之间的理想平衡。Spartan-6家族分为两个主要平台：LX和LXT，以满足不同应用场景的需求。 #### 二、Spartan-6 FPGA 的技术特点 ##### 1. 先进的45纳米工艺技术 Spartan-6系列采用了最新的45纳米制造工艺，这一技术不仅带来了更高的集成度，还显著降低了功耗，使得该系列FPGA在成本控制方面表现出色。 ##### 2. 性能与密度的提升 Spartan-6系列在保持成本优势的同时，提供了比前代产品更高的性能和更大的密度。这得益于其内部架构的优化，包括更高效的逻辑单元（LUT）设计以及更多的寄存器资源。 ##### 3. 功能增强 除了基本的逻辑处理能力外，Spartan-6系列还提供了一系列增强特性，如更宽的函数多路复用器、优化的分布式RAM/移位寄存器逻辑等，这些都进一步提升了其适用性和灵活性。 ##### 4. 成本和功耗的显著降低 通过采用先进的制造技术和优化的设计方法，Spartan-6系列能够在提供强大功能的同时，大幅降低总体成本和功耗水平。 ##### 5. 统一集成的Virtex系列兼容性 Spartan-6系列与Xilinx的高端Virtex系列FPGA之间有着高度的一致性和集成度，这意味着用户可以在不同系列之间更加灵活地迁移设计，同时保持代码的重用性。 #### 三、Spartan-6 FPGA 的两个主要平台 ##### 1. LX 平台 LX平台专注于提供成本优化的逻辑和存储解决方案，适用于那些对成本敏感的应用场景。它提供了足够的逻辑资源和存储选项，以满足大多数一般目的的设计需求。 ##### 2. LXT 平台 LXT平台在LX的基础上增加了高速串行连接功能，特别适合于需要高速数据传输的应用场景。它不仅包含了LX的所有特性，还额外支持高速接口，如PCI Express、SerDes等。 #### 四、Spartan-6 FPGA 的逻辑演化 Spartan-6系列采用了修改版的Virtex 6输入LUT（查找表），每个逻辑切片中包含4个额外的寄存器，这使得设计能够更高效地利用这些资源。此外，LUT/双FF对的设计也使得该系列FPGA能够支持高达25%的性能提升，对于一般的通用应用来说是足够的。 #### 五、Spartan-6 FPGA 的CLB逻辑切片 每个CLB（配置逻辑块）逻辑切片包含了4个LUT6、8个寄存器以及携带逻辑等功能。这种设计既考虑了逻辑的优化，又兼顾了功耗和成本的平衡。其中，宽函数多路复用器的引入进一步增强了FPGA的灵活性，使其能够更好地应对复杂的设计挑战。 #### 六、结论 Spartan-6系列FPGA以其卓越的性价比、强大的功能集以及广泛的适用范围，在多个领域内展现出了极高的价值。无论是对成本敏感的一般应用还是对性能有特殊要求的复杂系统设计，Spartan-6都能提供一个理想的解决方案。

### XILINX Spartan-6 SP601原理图知识点详解 #### 一、XILINX Spartan-6 SP601入门级开发套件概述 XILINX Spartan-6 SP601是一款入门级别的FPGA开发套件，专为初学者和工程师设计，用于学习FPGA的基本操作及开发技巧。该套件包含了多种接口和功能模块，旨在提供一个全面的学习平台，帮助用户快速上手并深入理解FPGA技术。 #### 二、XILINX Spartan-6 SP601原理图解析 ##### 1. 电源管理部分 - **线性稳压器 (Linear Regulator)**：用于将较高的输入电压转换成稳定的3.0V输出电压，最大电流支持500mA。 - **单片稳压器 (Monolithic Regulator)**：同样用于稳定输出0.9V电压，最大电流支持3A，适用于对电流需求较大的场合。 - **双开关电源 (Dual Switcher)**：支持3.3V、1.2V、1.8V、2.5V四种不同电压等级的输出，最大电流均为8A。这种设计可以满足多种设备的供电需求，提高整体系统的灵活性。 - **升压降压转换器 (Buck-Boost Regulator)**：能够实现电源电压的升压或降压转换，确保系统在不同的工作电压下均能稳定运行。 ##### 2. 接口与扩展 - **JTAG接口**：通过TDI、TDO等引脚与外部调试器相连，用于配置FPGA芯片以及进行硬件调试。 - **FMCLPC扩展连接器**：提供了高速、高带宽的连接方式，可用于与其他外设进行通信。 - **GMII接口**：即通用介质独立接口，用于连接以太网控制器，支持10/100/1000Mbps的不同速率。 - **时钟插座 (Clock Socket)**：用于连接外部振荡器或时钟源，确保系统时钟信号的稳定性。 - **SMAClock**：可能是指特定类型的时钟信号，具体细节需参考相关文档。 ##### 3. FPGA核心 - **FPGA芯片**：采用的是XILINX Spartan-6系列中的XC6SLX16型号，具有丰富的逻辑资源和I/O端口。 - **外部配置EEPROM**：存储FPGA的配置数据，可以在系统启动时自动加载到FPGA中，实现快速启动。 - **USB UART接口**：用于实现USB与串行通信之间的转换，便于通过USB接口进行数据传输或调试。 ##### 4. 其他功能模块 - **推挽按钮 (Push Buttons)**：提供简单的输入控制功能，如复位、模式切换等。 - **DIP开关 (DIP Switches)**：用于设定系统的工作模式或其他参数。 - **LED指示灯**：用于显示系统的运行状态，如电源、错误等。 - **DDR2内存**：提供外部存储空间，可用于存储数据或程序代码。 - **并行闪存 (Parallel Flash)**：作为非易失性存储器，用于存储引导程序或固件。 - **SPI接口**：支持串行外设接口，可用于连接SPI类型的存储器或其他设备。 - **I2C EEPROM**：通过I2C总线进行通信，用于存储少量的配置信息或数据。 #### 三、XILINX Spartan-6 SP601原理图关键点总结 - **电源管理**：通过多种类型的电源管理模块确保整个系统的稳定运行。 - **接口丰富**：提供了多种类型的接口，包括JTAG、GMII、USB UART等，满足不同应用场景的需求。 - **FPGA核心**：采用了XILINX Spartan-6系列的高性能FPGA芯片，具有丰富的逻辑资源和高速I/O接口。 - **扩展能力**：通过FMCLPC扩展连接器，可轻松扩展其他功能模块，提高系统的灵活性和适应性。 通过以上分析可以看出，XILINX Spartan-6 SP601开发套件不仅具备强大的性能和扩展性，而且设计考虑周全，非常适合于FPGA初学者和技术爱好者学习和实践。

Spartan-6系列是Xilinx公司推出的一款FPGA（Field-Programmable Gate Array）芯片，广泛应用于各种数字逻辑设计、嵌入式系统、通信、图像处理等领域。该系列芯片以其高性能、低功耗和相对经济的价格受到了设计师的青睐。"Spartan-6_all_pinout.rar"文件显然包含了Spartan-6系列所有型号的引脚配置信息，这对于理解和使用这些芯片至关重要。 引脚布局（pinout）是描述芯片物理接口的关键资料，它列出了每个引脚的功能，包括输入、输出、电源、接地等，以及可能的特殊功能，如串行接口、时钟、复位等。了解Spartan-6的pinout有助于设计者在电路板布局时正确连接各个引脚，避免短路或信号干扰等问题。 Spartan-6系列有多个不同型号，例如XC6SLX4、XC6SLX9、XC6SLX16、XC6SLX25等，每种型号根据逻辑单元数量、I/O引脚数、嵌入式块RAM和功耗等方面有所差异。它们的pinout也会有所不同，但通常会包含以下几类引脚： 1. **电源和地线**：VCCO（核心电源）、VCCINT（内部电源）、VCCP（PLL电源）、GND（接地），确保芯片正常工作。 2. **输入/输出引脚**：IOBs（Input/Output Blocks）提供灵活的I/O配置，支持多种标准逻辑电平和速度等级，如LVCMOS、LVTTL等。 3. **时钟引脚**：CLKIN、CLKFB、IOCLK等，用于接收外部时钟和设置PLL（Phase-Locked Loop）以生成内部时钟。 4. **配置引脚**：JTAG（Joint Test Action Group）接口，包括TCK、TDI、TDO、TMS，用于编程和调试FPGA。 5. **复位引脚**：nRST，用于全局复位。 6. **专用功能引脚**：例如BSCAN（边界扫描）、PMBUS（电源管理总线）、USER（用户自定义功能）等。 设计电路板时，必须仔细参考Spartan-6的pinout图，确保所有必要的电源、时钟、输入和输出都正确连接。同时，考虑到信号完整性和电源完整性，合理规划布线，减少信号间的干扰，优化电源分配网络。 对于嵌入式系统开发者，Spartan-6的pinout信息也会影响外围设备的连接，如处理器、存储器、传感器和其他接口模块。例如，SPI、I2C、UART等串行接口的引脚需要根据设计需求来选择合适的I/O引脚。 掌握Spartan-6系列芯片的pinout信息是进行有效硬件设计的基础，它能帮助工程师合理分配资源，实现高效、可靠的系统集成。通过解压并查看"Spartan-6_all_pinout"文件，设计师可以获取详细的引脚配置和使用指南，进一步提升设计效率。

本文档是Spartan-6的设计元素用户手册，包括各种原语，IP核以及硬件宏等底层资源的详细讲解。

AD AD7276 verilog 驱动 程序 Spartan 6, K7亲测通过

本课题为了满足高速、高精确度的需要，设计开发了基于FPGA和红外对管的电子数粒机。

制作日志: /****************************2016-07-10 更新*********************************/ 经过不知道多少个工作日空余时间和周末业余时间，终于大致设计板子浮出水面，等待后续检查。 板子采用4层PCB，层叠情况:Top -> GND -> Power -> Bottom板子芯片情况: (1) FPGA: Xilinx Spartan6系列的XC6SLX16-FTG256 (2) DDR3: Micron的MT41J128M16，2Gbit存储容量 (2) 电源:采用2片Onsemi的NCP1529分别为FPGA Core 1.2V和DDR3 1.5V提供电源 /****************************2016-07-18 更新*********************************/ PCB打样回来了，5mil/5mil的线宽线距，10mil的过孔，花了我好多大洋！！！赶紧贴板子去了！！ 贴完再上照。 /****************************2016-07-19 更新*********************************/ 搞了一个上午,终于搞定第一个板子,FPGA的1.2V VDDCore电压，1.5V的DDR3供电电压， VREF的0.75V电压都OK。往FPGA内部下载点灯程序OK，往SPI FLASH固化程序也OK。 下一步，DDR3 的MCB实现。 /****************************2016-07-23 更新*********************************/ 经测试，第一版的DDR3可以正常稳定运行在400MHz，全地址空间读写数据无任何问题。 现在开始准备第二版，打算生成100个pcb，并且会将阻焊颜色由绿色改为黑色。 具体设计细节和第一版的区别如下: (1) IO引脚数量由原来的80个增加到86个IO； (2) 所有引出的差分线尽量保持等长； (3) 电容部分进行了改进，每个DC/DC输出都增加了铝电解电容，增加可靠性，铝电解电容都放在背面。 下面是第二版的图片: /****************************2016-07-26 完成*********************************/ 2Gbit全地址空间测试完成，用的是Xilinx提供的MCB IP硬核，附件是原理图和说明书，欢迎下载。

创龙基于TI TMS320C6748（定点/浮点DSP C674x） + Xilinx Spartan-6 FPGA处理器；

This is a demo for TFT LCD LQ091B1LW01(Sharp 9.1inch, 822 X 260) with Spartan-6 FPGA.这是基于LQ091B1LW01 9.1寸夏普液晶屏FPGA简单驱动，可显示色块。

官方版Spartan-3E FPGA 数据手册：Spartan-3E FPGA Family Complete Data Sheet