Xilinx Mikrocontroller Reverse Engineer
Xilinx, Inc. ist ein amerikanisches Technologieunternehmen, das hauptsächlich programmierbare Logikbausteine herstellt. Es ist bekannt für die Erfindung des Field Programmable Gate Array (FPGA) und als erstes Halbleiterunternehmen mit einem fabrikationslosen Fertigungsmodell.
Das 1984 im Silicon Valley gegründete Unternehmen hat seinen Hauptsitz in San Jose, Kalifornien, mit weiteren Niederlassungen in Longmont, Colorado; Dublin, Irland; Singapur; Hyderabad, Indien; Peking, China; Shanghai, China und Tokio, Japan.
- Mikatech Xilinx MCU Reverse-Engineer-Liste:
Geschichte
Die Anfänge
Ross Freeman, Bernard Vonderschmitt und James V Barnett II, die alle zuvor für den Integrierte-Schaltungen- und Festkörperbauelemente-Hersteller Zilog Corp. gearbeitet hatten, gründeten Xilinx im Jahr 1984.
Während seiner Tätigkeit bei Zilog wollte Freeman Chips entwickeln, die wie ein leeres Band fungieren und es den Anwendern ermöglichen, die Technologie selbst zu programmieren. Zu dieser Zeit war dieses Konzept ein Paradigmenwechsel. „Das Konzept erforderte viele Transistoren, und zu dieser Zeit galten Transistoren als äußerst kostbar – viele hielten Ross‘ Idee für ziemlich abwegig“, sagte Xilinx-Fellow Bill Carter, der 1984 als erster IC-Designer der achte Mitarbeiter von Xilinx wurde.
Große Halbleiterhersteller erzielten hohe Gewinne durch die Massenproduktion generischer Schaltungen. Das Entwerfen und Fertigen Dutzender verschiedener Schaltungen für spezifische Märkte bot geringere Gewinnspannen und erforderte eine größere Fertigungskomplexität. Was später als FPGA bekannt wurde, ermöglichte es, in Serie hergestellte Schaltungen für einzelne Marktsegmente maßzuschneidern.
Freeman konnte Zilog nicht davon überzeugen, in die Entwicklung des FPGA zu investieren, um einen damals nur 100 Millionen Dollar großen Markt zu erschließen. Freeman und Barnett verließen Zilog und taten sich mit ihrem 60-jährigen ehemaligen Kollegen Bernard Vonderschmitt zusammen, um 4,5 Millionen Dollar an Risikokapital für den Entwurf des ersten kommerziell nutzbaren FPGA aufzubringen. Sie gründeten das Unternehmen 1984 und begannen 1985 mit dem Verkauf ihres ersten Produkts.
Bis Ende 1987 hatte das Unternehmen mehr als 18 Millionen Dollar an Risikokapital aufgebracht und erzielte einen annualisierten Umsatz von fast 14 Millionen Dollar.
Wachstum
Mit der steigenden Nachfrage nach programmierbarer Logik wuchsen auch die Umsätze und Gewinne von Xilinx.
Von 1988 bis 1990 stieg der Umsatz des Unternehmens jedes Jahr von 30 Millionen auf 50 Millionen und dann auf 100 Millionen Dollar. In dieser Zeit wurde das Unternehmen, das Xilinx finanziert hatte, Monolithic Memories Inc. (MMI), vom Xilinx-Konkurrenten AMD übernommen. Daraufhin löste Xilinx die Vereinbarung mit MMI auf und ging 1989 an die NASDAQ. Das Unternehmen zog außerdem in ein 144.000 Quadratfuß (13.400 m²) großes Werk in San Jose, Kalifornien, um mit der Nachfrage von Unternehmen wie HP, Apple Inc., IBM und Sun Microsystems Schritt zu halten, die große Mengen von Xilinx kauften.
In der Mitte der 1990er Jahre tauchten auf dem FPGA-Markt Konkurrenten von Xilinx auf. Trotz der Konkurrenz stiegen die Verkäufe von Xilinx auf 135 Millionen Dollar im Jahr 1991, 178 Millionen Dollar im Jahr 1992 und 250 Millionen Dollar im Jahr 1993.
Das Unternehmen erzielte 1995 einen Umsatz von 550 Millionen Dollar, ein Jahrzehnt nach dem Verkauf des ersten Produkts.
Laut dem Marktforschungsunternehmen iSuppli hält Xilinx seit den späten 1990er Jahren den Marktanteil bei programmierbaren Logikbausteinen. Im Laufe der Jahre weitete Xilinx seine Aktivitäten auf Indien, Asien und Europa aus.
Die Verkäufe von Xilinx stiegen von 560 Millionen Dollar im Jahr 1996 auf 2,2 Milliarden Dollar bis zum Ende des Geschäftsjahres 2013. Moshe Gavrielov – ein EDA- und ASIC-Industrieveteran, der Anfang 2008 zum Präsidenten und CEO ernannt wurde – führte zielgerichtete Designplattformen ein, die Lösungen bieten, die FPGAs mit Software, IP-Kernen, Boards und Kits kombinieren, um fokussierte Zielanwendungen zu adressieren. Diese zielgerichteten Designplattformen sind eine Alternative zu kostspieligen anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs) und anwendungsspezifischen Standardprodukten (ASSPs).
Heute
Das Unternehmen hat sein Produktportfolio seit seiner Gründung erweitert. Xilinx vertreibt eine breite Palette von FPGAs, komplexen programmierbaren Logikbausteinen (CPLDs), Design-Tools, geistigem Eigentum und Referenzdesigns. Xilinx bietet auch globale Dienstleistungen und Schulungsprogramme an.
Nach der Einführung von 3D-Chips zur Bereitstellung leistungsfähigerer FPGAs passte Xilinx die Technologie an, um bisher separate Komponenten in einem einzigen Chip zu kombinieren, zunächst durch die Kombination eines FPGAs mit Transceivern, um die Bandbreitenkapazität bei geringerem Stromverbrauch zu erhöhen. Laut Xilinx-CEO Moshe Gavrielov sind die Hinzufügung eines heterogenen Kommunikationsbausteins, die Einführung neuer Software-Tools und der Zynq-7000-Linie von 28-nm-SoC-Bausteinen, die einen ARM-Kern mit einem FPGA kombinieren, Teil der Verlagerung von der Position eines Lieferanten programmierbarer Logikbausteine hin zu einem Anbieter von „allem Programmierbaren“.
Die Produkte des Unternehmens wurden von EE Times, EDN und anderen für Innovation und Markteinfluss ausgezeichnet.
Neben der Zynq-7000 umfassen die Produktlinien von Xilinx (siehe Aktuelle Familienlinien) die Serien Virtex, Kintex und Artix, jede mit Konfigurationen und Modellen, die für verschiedene Anwendungen optimiert sind. Mit der Einführung der Xilinx 7-Serie im Juni 2010 hat das Unternehmen auf drei große FPGA-Produktfamilien umgestellt: High-End Virtex, die mittlere Kintex-Familie und die kostengünstige Artix-Familie, wobei die Marke Spartan ausläuft und mit den Xilinx Series 6 FPGAs endet. Im April 2012 führte das Unternehmen die Vivado Design Suite ein – eine neuartige, für SoCs ausgelegte Designumgebung der nächsten Generation für anspruchsvolle elektronische Systementwürfe.
Technologie
Die Spartan-3-Plattform war das erste 90-nm-FPGA der Branche und bot mehr Funktionalität und Bandbreite pro Dollar als bisher möglich, wodurch neue Maßstäbe in der Branche der programmierbaren Logik gesetzt wurden.
Xilinx entwirft, entwickelt und vermarktet programmierbare Logikprodukte, darunter integrierte Schaltungen (ICs), Software-Design-Tools, vordefinierte Systemfunktionen, die als geistiges Eigentum (IP-Kerne) geliefert werden, Design-Dienstleistungen, Kundenschulungen, technischen Support und Field Engineering. Xilinx vertreibt sowohl FPGAs als auch CPLDs für Hersteller von elektronischen Geräten in Endmärkten wie Kommunikation, Industrie, Verbraucher, Automobil und Datenverarbeitung.
Die FPGAs von Xilinx wurden für das ALICE-Experiment (A Large Ion Collider Experiment) am CERN-European Laboratory an der französisch-schweizerischen Grenze eingesetzt, um die Flugbahnen Tausender subatomarer Teilchen zu kartieren und zu entwirren. Xilinx hat außerdem eine Partnerschaft mit dem Space Vehicles Directorate des United States Air Force Research Laboratory geschlossen, um FPGAs zu entwickeln, die den schädlichen Auswirkungen von Strahlung im Weltraum standhalten – sie sind 1.000 Mal unempfindlicher gegenüber Weltraumstrahlung als kommerzielle Äquivalente – für den Einsatz in neuen Satelliten.
Die FPGA-Familien Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 und Virtex-6, die bis zu zwei eingebettete IBM PowerPC-Kerne enthalten, sind auf die Bedürfnisse von System-on-Chip-Designern (SoC) ausgerichtet.
Xilinx FPGAs können ein reguläres eingebettetes Betriebssystem (wie Linux oder vxWorks) ausführen und Prozessor-Peripheriegeräte in programmierbarer Logik implementieren.
Die IP-Kerne von Xilinx umfassen IP für einfache Funktionen (BCD-Codierer, Zähler usw.), für domänenspezifische Kerne (digitale Signalverarbeitung, FFT- und FIR-Kerne) bis hin zu komplexen Systemen (Multi-Gigabit-Netzwerkkernen, dem MicroBlaze-Soft-Mikroprozessor und dem kompakten Picoblaze-Mikrocontroller). Xilinx erstellt auch maßgeschneiderte Kerne gegen Gebühr.
Das wichtigste Design-Toolkit, das Xilinx Ingenieuren zur Verfügung stellt, ist die Vivado Design Suite, eine integrierte Designumgebung (IDE) mit System-zu-IC-Ebene-Werkzeugen, die auf einem gemeinsamen skalierbaren Datenmodell und einer gemeinsamen Debug-Umgebung basiert. Vivado umfasst Electronic-System-Level-Design-Tools (ESL) zur Synthese und Verifikation von C-basierten IP-Algorithmen; standardbasierte Paketierung zum Öffnen eines gesperrten Mikrocontrollers, MCU-Lockbit-Sperre, Auslesen eines EEPROM-Prozessors, Dump von Flash und EEPROM sowohl von algorithmischen als auch von RTL-IP zur Wiederverwendung; standardbasierte IP-Integration und Systemintegration aller Arten von Systembausteinen; sowie die Verifikation von Blöcken und Systemen. Eine kostenlose Version, WebPACK Edition von Vivado, bietet Designern eine eingeschränkte Version der Designumgebung.
Das Embedded Developer's Kit (EDK) von Xilinx unterstützt die eingebetteten PowerPC 405- und 440-Kerne (in Virtex-II Pro und einigen Virtex-4- und -5-Chips) sowie den Microblaze-Kern. Der System Generator for DSP von Xilinx implementiert DSP-Designs auf Xilinx FPGAs. Eine kostenlose Version seiner EDA-Software zur Decapsulation und Code-Wiederherstellung, zum Kopieren von Inhalten aus Kryptospeicher, zum Disassemblieren von Dateien namens ISE WebPACK, wird mit einigen seiner nicht hochleistungsfähigen Chips verwendet. Xilinx ist der einzige (Stand 2007) FPGA-Anbieter, der eine native Linux-Freeware-Synthese-Toolchain vertreibt.
Xilinx kündigte die Architektur für eine neue ARM Cortex A9-basierte Plattform für Embedded-System-Designer an, die die Software-Programmierbarkeit eines eingebetteten Prozessors mit der Hardware-Flexibilität eines FPGAs kombiniert. Die neue Architektur nimmt den eingebetteten Softwareentwicklern einen Großteil der Hardware-Last ab und gibt ihnen ein beispielloses Maß an Kontrolle im Entwicklungsprozess. Mit dieser Plattform können Softwareentwickler ihren vorhandenen Systemcode basierend auf ARM-Technologie nutzen und auf umfangreiche Open-Source-Bibliotheken zur Wiederherstellung von geschütztem Code, zum Entschützen, zum Entfernen von Schutzkontakten, zum Lesen von Speicher, zum Kopieren von EEPROMs sowie kommerziell erhältliche Softwarekomponentenbibliotheken zurückgreifen. Da das System beim Zurücksetzen ein Betriebssystem bootet, kann die Softwareentwicklung schnell in vertrauten Entwicklungs- und Debug-Umgebungen mit Tools wie ARM’s RealView Entwicklungssuite und verwandten Drittanbieter-Tools, Eclipse-basierten IDEs, GNU, dem Xilinx Software Development Kit und anderen beginnen.
Anfang 2011 begann Xilinx mit der Auslieferung einer neuen Bausteinfamilie basierend auf dieser Architektur. Die Zynq-7000 SoC-Plattform vereint ARM-Multicores, programmierbare Logik-Fabric, DSP-Datenpfade, Speicher und E/A-Funktionen in einem dichten und konfigurierbaren Interconnect-Mesh. Die Plattform zielt auf eingebettete Designer ab, die an Marktanwendungen arbeiten, die Multifunktionalität und Echtzeit-Reaktionsfähigkeit erfordern, wie Fahrerassistenzsysteme, intelligente Videoüberwachung, industrielle Automatisierung, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und drahtlose Kommunikation der nächsten Generation.
Nach der Einführung seiner 28-nm-7-Series-FPGAs gab Xilinx bekannt, dass mehrere der höchstdichten Teile in diesen FPGA-Produktlinien mit mehreren Dies in einem Gehäuse konstruiert werden, unter Verwendung von Technologien, die für 3D-Konstruktion und gestapelte Die-Baugruppen entwickelt wurden. Die gestapelte Silizium-Interconnect-Technologie (SSI) des Unternehmens stapelt mehrere (drei oder vier) aktive FPGA-Dies nebeneinander auf einem Silizium-Interposer – einem einzigen Stück Silizium, das passive Verbindungen trägt. Die einzelnen FPGA-Dies sind konventionell und werden per Flip-Chip mit Mikrobumps auf den Interposer montiert. Der Interposer bietet direkte Verbindungen zwischen den FPGA-Dies, ohne dass Transceiver-Technologien wie Hochgeschwindigkeits-SERDES erforderlich sind. Im Oktober 2011 lieferte Xilinx das erste FPGA mit der neuen Technologie aus, den Virtex-7 2000T FPGA, der 6,8 Milliarden Transistoren und 20 Millionen ASIC-Gates umfasst. Im folgenden Frühjahr nutzte Xilinx die 3D-Technologie, um den Virtex-7 HT auszuliefern, das erste heterogene FPGA der Branche, das Hochbandbreiten-FPGAs mit bis zu sechzehn 28-Gbit/s- und zweiundsiebzig 13,1-Gbit/s-Transceivern kombiniert, um den Strom- und Größenanforderungen für wichtige Nx100G- und 400G-Leitungskartenanwendungen und -funktionen gerecht zu werden.
Im Januar 2011 übernahm Xilinx das Design-Tool-Unternehmen AutoESL Design Technologies und fügte System-C-High-Level-Design für seine 6- und 7-Series-FPGA-Familien hinzu. Die Hinzufügung von AutoESL-Tools erweitert die Design-Community für FPGAs auf Designer, die eher daran gewöhnt sind, auf einer höheren Abstraktionsebene mit C, C++ und System C zu entwerfen.
Im April 2012 führte Xilinx eine Neugestaltung seines Toolsets für programmierbare Systeme ein, genannt Vivado Design Suite. Diese IP- und systemzentrierte Design-Software unterstützt neuere Hochkapazitätsbausteine und beschleunigt das Design von programmierbarer Logik und E/A. Vivado bietet schnellere Integration und Implementierung für programmierbare Systeme in Bausteine mit 3D-gestapelter Silizium-Interconnect-Technologie, ARM-Verarbeitungssystemen, analoger Mixed-Signal-Technologie (AMS) und vielen Halbleiter-IP-Kernen.
Aktuelle Familienlinien
Vor 2010 bot Xilinx zwei Haupt-FPGA-Familien an: die Hochleistungs-Virtex-Serie und die Hochvolumen-Spartan-Serie, mit einer günstigeren EasyPath-Option für den Hochlauf zur Serienproduktion. Das Unternehmen bietet auch zwei CPLD-Linien an: die CoolRunner- und die 9500-Serie. Jede Serie wurde seit ihrer Einführung in mehreren Generationen veröffentlicht. Mit der Einführung seiner 28-nm-FPGAs im Juni 2010 ersetzte Xilinx die Hochvolumen-Spartan-Familie durch die Kintex-Familie und die kostengünstige Artix-Familie.
In neueren FPGA-Produkten minimiert Xilinx den Gesamtstromverbrauch durch die Verwendung eines High-K-Metal-Gate-Prozesses (HKMG), der einen geringen statischen Stromverbrauch ermöglicht. Bei 28 nm ist die statische Leistung ein erheblicher Teil der gesamten Verlustleistung eines Bausteins und in einigen Fällen der dominierende Faktor. Durch den Einsatz eines HKMG-Prozesses hat Xilinx den Stromverbrauch reduziert und gleichzeitig die Logikkapazität erhöht. Die FPGA-Familien Virtex-6 und Spartan-6 verbrauchen angeblich 50 Prozent weniger Strom und bieten bis zu doppelte Logikkapazität im Vergleich zur vorherigen Generation von Xilinx FPGAs.
Im Juni 2010 führte Xilinx die Xilinx 7-Serie ein: die Familien Virtex-7, Kintex-7 und Artix-7, die Verbesserungen bei Systemleistung, Stromverbrauch, Kapazität und Preis versprechen. Diese neuen FPGA-Familien werden im 28-nm-HKMG-Prozess von TSMC hergestellt. Die 28-nm-Series-7-Bausteine bieten eine um 50 Prozent reduzierte Leistungsaufnahme im Vergleich zu den 40-nm-Bausteinen des Unternehmens und bieten eine Kapazität von bis zu 2 Millionen Logikzellen. Weniger als ein Jahr nach der Ankündigung der 28-nm-FPGAs der 7-Serie lieferte Xilinx das weltweit erste 28-nm-FPGA-Bauelement aus, den Kintex-7, was den schnellsten Produkteinführung in der programmierbaren Industrie darstellt. Im März 2011 führte Xilinx die Zynq-7000-Familie ein, die ein vollständiges ARM Cortex-A9 MPCore-Prozessorsystem auf einem 28-nm-FPGA für Systemarchitekten und eingebettete Softwareentwickler integriert.
Virtex-Familie
Die Virtex-Serie von FPGAs verfügt über integrierte Funktionen wie FIFO- und ECC-Logik, DSP-Blöcke, PCI-Express-Controller, Ethernet-MAC-Blöcke und Hochgeschwindigkeits-Transceiver. Zusätzlich zur FPGA-Logik umfasst die Virtex-Serie eingebettete festverdrahtete Hardware für häufig verwendete Funktionen wie Multiplizierer, Speicher, serielle Transceiver und Mikroprozessorkerne. Diese Funktionen werden in Anwendungen wie drahtgebundener und drahtloser Infrastrukturausrüstung, fortschrittlicher medizinischer Gerätetechnik, Test- und Messtechnik sowie Verteidigungssystemen eingesetzt. Einige Mitglieder der Virtex-Familie sind in strahlungsgehärteten Paketen erhältlich, die speziell für den Einsatz im Weltraum entwickelt wurden, wo schädliche Ströme hochenergetischer Teilchen Halbleiter beeinträchtigen können. Der Virtex-5QV FPGA wurde entwickelt, um 100-mal widerstandsfähiger gegen Strahlung zu sein als frühere strahlungsresistente Modelle und bietet eine zehnfache Leistungssteigerung. Charakterisierungs- und Testdaten für den Virtex-5QX waren jedoch zum Zeitpunkt November 2011 auf der Xilinx Radiation Test Consortium-Website noch nicht verfügbar.
Der zuletzt angekündigte Virtex von Xilinx, die Virtex-7-Familie, basiert auf einem 28-nm-Design und soll eine doppelte Systemleistungsverbesserung bei 50 Prozent geringerem Stromverbrauch im Vergleich zu den Vorgänger-Virtex-6-Bausteinen bieten. Darüber hinaus verdoppelt Virtex-7 die Speicherbandbreite im Vergleich zu früheren Virtex-FPGAs mit 1866 Mbit/s Speicherschnittstellenleistung und über zwei Millionen Logikzellen.
Im Jahr 2011 begann Xilinx mit der Auslieferung von Mustermengen des Virtex-7 2000T FPGA, der vier kleinere FPGAs in einem einzigen Gehäuse kombiniert, indem sie auf ein spezielles Silizium-Verbindungspad (Interposer) gesetzt werden, um 6,8 Milliarden Transistoren in einem einzigen großen Chip zu liefern. Der Interposer bietet 10.000 Datenpfade zwischen den einzelnen FPGAs – etwa 10 bis 100 Mal mehr als normalerweise auf einer Platine verfügbar – um ein einziges FPGA zu schaffen. Im Jahr 2012 führte Xilinx mit derselben 3D-Technologie erste Lieferungen seines Virtex-7 H580T FPGA ein, ein heterogenes Bauelement, das zwei FPGA-Dies und einen 8-Kanal-28-Gbit/s-Transceiver-Die im selben Gehäuse vereint.
Als Xilinx neue Hochkapazitäts-3D-FPGAs einführte, darunter Virtex-7 2000T und Virtex-7 H580T, begannen diese Bausteine, die Kapazität der Design-Software von Xilinx zu übertreffen, was das Unternehmen dazu veranlasste, sein Toolset komplett neu zu gestalten. Das Ergebnis war die Einführung der Vivado Design Suite, die die Zeit für programmierbare Logik- und E/A-Designs reduziert und die Systemintegration und -implementierung im Vergleich zur vorherigen Software beschleunigt.
Die Virtex-6-Familie basiert auf einem 40-nm-Prozess für rechenintensive elektronische Systeme, und das Unternehmen behauptet, dass sie 15 Prozent weniger Strom verbraucht und eine um 15 Prozent verbesserte Leistung im Vergleich zu konkurrierenden 40-nm-FPGAs bietet.
Der Virtex-5 LX und der LXT sind für logikintensive Anwendungen gedacht, und der Virtex-5 SXT ist für DSP-Anwendungen. Mit dem Virtex-5 änderte Xilinx die Logik-Fabric von 4-Eingangs-LUTs auf 6-Eingangs-LUTs. Mit der zunehmenden Komplexität von kombinatorischen Logikfunktionen, die von SoC-Designs gefordert werden, war der Prozentsatz der kombinatorischen Pfade, die mehrere 4-Eingangs-LUTs erforderten, zu einem Leistungs- und Routing-Engpass geworden. Die neuen 6-Eingangs-LUTs stellten einen Kompromiss zwischen einer besseren Handhabung zunehmend komplexer kombinatorischer Funktionen und einer Verringerung der absoluten Anzahl von LUTs pro Bauelement dar. Die Virtex-5-Serie ist ein 65-nm-Design, das in einem 1,0-V-Triple-Oxid-Prozess hergestellt wird.
Legacy-Virtex-Bausteine (Virtex, Virtex-II, Virtex-II Pro, Virtex 4) sind noch erhältlich, werden aber für neue Designs nicht mehr empfohlen.
Kintex
Die Kintex-7-Familie ist die erste mittlere FPGA-Familie von Xilinx, von der das Unternehmen behauptet, dass sie die Leistung der Virtex-6-Familie zu weniger als dem halben Preis bei 50 Prozent geringerem Stromverbrauch bietet. Die Kintex-Familie umfasst hochleistungsfähige 12,5-Gbit/s- oder kostengünstigere optimierte 6,5-Gbit/s-serielle Konnektivität, Speicher- und Logikleistung, die für Anwendungen wie Hochvolumen-10G-Optikkommunikationsausrüstung erforderlich ist, und bietet ein Gleichgewicht zwischen Signalverarbeitungsleistung, Stromverbrauch und Kosten, um die Einführung von Long Term Evolution (LTE)-Drahtlosnetzwerken zu unterstützen.
Artix
Die Artix-7-Familie bietet 50 Prozent geringeren Stromverbrauch und 35 Prozent geringere Kosten im Vergleich zur Spartan-6-Familie und basiert auf der einheitlichen Virtex-Series-Architektur. Xilinx behauptet, dass Artix-7-FPGAs die erforderliche Leistung für kostensensitive Hochvolumenmärkte bieten, die zuvor von ASSPs, ASICs und kostengünstigen FPGAs bedient wurden. Die Artix-Familie ist für die Anforderungen kleiner Formfaktoren und geringer Leistungsaufnahme von batteriebetriebenen tragbaren Ultraschallgeräten, kommerziellen Digitalkamera-Objektivsteuerungen sowie militärischer Avionik und Kommunikationsausrüstung ausgelegt.
Zynq
Die Zynq-7000-Familie adressiert hochwertige Embedded-System-Anwendungen wie Videoüberwachung, Fahrerassistenzsysteme, drahtlose Kommunikation der nächsten Generation und Fabrikautomation. Zynq-7000 integriert ein vollständiges ARM Cortex-A9 MPCore-Prozessor-basiertes 28-nm-System. Die Zynq-Architektur unterscheidet sich von früheren Verbindungen von programmierbarer Logik und eingebetteten Prozessoren durch den Wechsel von einer FPGA-zentrierten Plattform zu einem prozessorzentrierten Modell. Für Softwareentwickler erscheint Zynq-7000 wie ein Standard-System-on-Chip (SOC) mit voll ausgestattetem ARM-Prozessor, das sofort beim Einschalten bootet und in der Lage ist, verschiedene Betriebssysteme unabhängig von der programmierbaren Logik auszuführen. Im Jahr 2013 führte Xilinx den Zynq-7100 ein, der die digitale Signalverarbeitung (DSP) integriert, um die sich abzeichnenden Anforderungen an die Integration programmierbarer Systeme für drahtlose, Rundfunk-, Medizin- und Militäranwendungen zu erfüllen.
Die neue Zynq-7000-Produktfamilie stellte eine große Herausforderung für Systemdesigner dar, da die Xilinx ISE-Design-Software nicht für die Kapazität und Komplexität des Designs mit einem FPGA mit ARM-Kern entwickelt worden war. Die neue Vivado Design Suite von Xilinx adressierte dieses Problem, da die Software für höherkapazitive FPGAs entwickelt wurde und eine High-Level-Synthesefunktionalität enthält, die es Ingenieuren ermöglicht, die Co-Prozessoren aus einer C-basierten Beschreibung zu kompilieren.
Spartan-Familie
Die Spartan-Serie zielt auf Anwendungen mit geringem Stromverbrauch, extremer Kostenempfindlichkeit und hohem Volumen ab, z. B. Displays, Set-Top-Boxen, drahtlose Router und andere Anwendungen.
Die Spartan-6-Familie basiert auf einem 45-Nanometer-[nm]-Prozess mit 9 Metalllagen und Dual-Oxid-Technologie. Der Spartan-6 wurde 2009 als kostengünstige Lösung für Automobil-, drahtlose Kommunikations-, Flachbildschirm- und Videoüberwachungsanwendungen vermarktet.
EasyPath
Da EasyPath-Bausteine identisch mit den FPGAs sind, die Kunden bereits verwenden, können die Teile schneller und zuverlässiger produziert werden – ab dem Zeitpunkt der Bestellung im Vergleich zu ähnlichen konkurrierenden Programmen.
Eine Frist von 12 Wochen ist vom Erhalt des Designs bis zur Serienproduktion garantiert, und es sind keine Neugestaltung oder erneute Qualifizierung durch den Kunden erforderlich. Darüber hinaus können Kunden die Produktion vom nicht programmierbaren EasyPath-FPGA auf das ursprüngliche programmierbare Virtex-FPGA umstellen, falls Designänderungen erforderlich werden.
Unternehmensstrategie und -kultur
Xilinx-CEO Moshe Gavrielov
Xilinx-CEO Gavrielov plant, das Unternehmen zu vergrößern, indem er seinen Kunden umfassendere Lösungen anbietet, die FPGA-Technologie mit IP-Kernen, EDA-Tools und Boards und Kits kombinieren, um einen Anteil an den ASIC- und ASSP-Märkten zu gewinnen. Ab 2009 steigen die Einstiegskosten für ein ASIC-Design für viele Anwendungen aus dem erschwinglichen Bereich, was FPGAs – die wesentlich weniger Entwicklung erfordern – zu einer praktikableren Option macht. Gavrielov verweist auf einen Markttrend, den er das Programmierbare Imperativ nennt, der schrumpfende Designzyklen gegen die Zeit- und Kostenaufwände von ASIC-Designs stellt.
Xilinx schaffte es im Jahr 2001 auf Platz 14 der Fortune-Liste der „100 Best Companies to Work For“, stieg 2002 auf Platz 6 und 2003 erneut auf Platz 4.
Im Dezember 2008 wurde Xilinx von der GSA als das am meisten respektierte öffentliche Halbleiterunternehmen mit einem Jahresumsatz zwischen 500 Millionen und 10 Milliarden Dollar ausgezeichnet. Die Auszeichnung würdigt Exzellenz durch Erfolg, Vision und Strategie in der Branche.
Ursprung des Firmennamens
Nachdem der Versuch, einige konventionellere Firmennamen zu registrieren, gescheitert war, weil sie bereits vergeben waren, entschieden sich die Gründer bewusst für einen ungewöhnlichen Namen, um sicherzustellen, dass der Name angenommen wurde. Mehrere Legenden erklären den Ursprung des Namens. Xilinx-Fellow Bill Carter sagte, der Name Xilinx wurde gewählt, weil „das chemische Symbol für Silizium Si ist. Die 'X's an jedem Ende repräsentieren programmierbare Logikblöcke. Das 'linx' repräsentiert programmierbare Verbindungen, die die Logikblöcke miteinander verbinden.“ Eine andere Erklärung besagt, dass zwei der Gründer, Ross Freeman und Jim Barnett, beide die University of Illinois at Urbana–Champaign besuchten, auch Fighting Illini genannt. Der Name soll angeblich daher rühren, dass die Firmengründer zwei Ex-Illini waren, also Xilinx (zwei 'X' Illini).
Ross Freeman
Ross Freeman, dem die Erfindung des FPGA zugeschrieben wird, wurde 2009 in die National Inventor's Hall of Fame aufgenommen, mehr als 20 Jahre nach der Erfindung des FPGA. Seit 1992 hat Xilinx die jährliche Tradition, einen Mitarbeiter des Unternehmens mit dem Ross Freeman Award for Technical Innovation in Freemans Andenken auszuzeichnen. Die Preisträger werden aufgrund von Nominierungen für Innovationen ausgewählt, die zu einem erheblichen greifbaren Nutzen für das Unternehmen geführt haben. Die Finalisten werden von einem Komitee ausgewählt, und die Gewinner werden durch eine Abstimmung ermittelt.
Wettbewerb
Vollständige Liste der Xilinx, Inc. Silizium-Produktfamilien
1. CPLD-Familien (Low-Density programmierbare Logik)
9500-Serie CPLDs
XC9500, XC9500XL, XC9500XV
CoolRunner-Serie CPLDs
CoolRunner-II (XC2C000-Familie)
2. Legacy Low-End FPGA: Spartan-Generationen
Spartan-II (0,22μm)
XC2S15, XC2S30, XC2S50, XC2S100, XC2S150, XC2S200
Spartan-IIE (0,18μm)
XC2S50E, XC2S100E, XC2S150E, XC2S200E, XC2S300E
Spartan-3 (90nm)
XC3S50, XC3S200, XC3S400, XC3S1000, XC3S1500, XC3S2000, XC3S4000
Spartan-3E
XC3S50E, XC3S100E, XC3S250E, XC3S500E, XC3S1200E, XC3S1600E
Spartan-3A / Spartan-3A DSP
XC3S50A, XC3S200A, XC3S400A, XC3S700A, XC3S1400A; XC3SDSP1800A, XC3SDSP3400A
Spartan-6 (45nm)
XC6SLX4, XC6SLX9, XC6SLX16, XC6SLX25, XC6SLX45, XC6SLX75, XC6SLX100, XC6SLX150
3. Legacy High-End FPGA: Virtex-Frühgenerationen
Virtex (0,22μm)
XCV50, XCV100, XCV150, XCV200, XCV300, XCV400, XCV600, XCV800, XCV1000
Virtex-E (0,18μm)
XCV50E ~ XCV3200E
Virtex-II (0,15μm)
XC2V40 ~ XC2V8000
Virtex-II Pro / Pro X
XC2VP2 ~ XC2VP70; XC2VPX20, XC2VPX50
Virtex-4 (90nm)
LX (Logik), SX (DSP), FX (eingebetteter Prozessor): XC4VLX / XC4VSX / XC4VFX-Serie
Virtex-5 (65nm)
LX, LXT, SXT, FXT, TXT: XC5VLX / XC5VLXT / XC5VSX / XC5VFX
Virtex-6 (40nm)
LX, LXT, SXT, HXT: XC6VLX / XC6VSX / XC6VHX
4. 7-Series FPGAs (28nm HKMG, Mainstream-Legacy)
Spartan-7
XC7S6, XC7S15, XC7S25, XC7S50, XC7S75, XC7S100
Artix-7 (Low-/Mid-Range-Transceiver)
XC7A12T, XC7A25T, XC7A35T, XC7A50T, XC7A75T, XC7A100T, XC7A200T
Kintex-7 (Mid-Range-Balance)
XC7K70T, XC7K160T, XC7K325T, XC7K355T, XC7K410T, XC7K420T, XC7K480T
Virtex-7 (High-End-High-Bandwidth)
XC7V585T, XC7V855T, XC7V1140T, XC7V1500T, XC7V2000T
5. UltraScale FPGAs (20nm)
Kintex UltraScale
XCKU035, XCKU060, XCKU085, XCKU115, XCKU19P, XCKU25P
Virtex UltraScale
XCVU080, XCVU125, XCVU190, XCVU250, XCVU440
6. UltraScale+ FPGAs (16nm FinFET, aktuelle Produktion)
Spartan UltraScale+
XSU06, XSU13, XSU19, XSU25, XSU35
Artix UltraScale+
XCAU10P, XCAU15P, XCAU20P, XCAU25P
Kintex UltraScale+
XCKU040, XCKU060, XCKU080, XCKU125, XCKU190, XCKU280, XCKU325
Virtex UltraScale+
XCVU7P, XCVU9P, XCVU11P, XCVU13P, XCVU17P, XCVU23P, XCVU29P, XCVU37P, XCVU45P, XCVU55P, XCVU80P
7. Zynq All Programmable SoC-Familien (ARM CPU + FPGA-Fabric)
Zynq-7000 (28nm, Dual Cortex-A9 + 7-Series Artix-Fabric)
XC7Z007S, XC7Z010, XC7Z012S, XC7Z015, XC7Z020, XC7Z030, XC7Z035, XC7Z045, XC7Z100
Zynq UltraScale+ MPSoC (16nm, A53+R5+GPU + UltraScale+ FPGA)
- EG-Serie (Video-Codec deaktiviert): ZU3EG, ZU4EG, ZU5EG, ZU7EG, ZU9EG, ZU11EG, ZU15EG, ZU19EG
- EV-Serie (integrierter Video-Codec): ZU3EV, ZU4EV, ZU5EV, ZU7EV, ZU9EV, ZU11EV, ZU15EV, ZU19EV
- RFSoC (integrierte RF-ADC/DAC für Radar/5G): ZU28DR, ZU39DR, ZU43DR, ZU46DR, ZU48DR, ZU56DR
8. Automotive Grade (XA)-Derivate
XA-Präfix-Varianten für alle oben genannten FPGA-/SoC-Familien (AEC-Q100 qualifiziert):
XA3S (Spartan-3 Auto), XA6SLX (Spartan-6 Auto), XA7A/XAK/XAV (7-Series Auto), XAZ7 (Zynq-7000 Auto), XAU (UltraScale+ Auto), XAZU (Zynq MPSoC Auto)
Ergänzende Hinweise
- EasyPath-Bausteine: XCE-Präfix kostengünstige Volumenversionen für alle Mainstream-FPGA-Familien (z. B. XCE7K325T)
- Vollständige Teilebezeichnungen (z. B. XC7A35T-2CPG236C) kombinieren Familienbasis + Geschwindigkeitsklasse + Gehäuse + Temperaturklasse; unter jeder Familie existieren Tausende einzelner Teilenummern und können nicht Zeile für Zeile vollständig aufgelistet werden.
- Xilinx wurde 2022 von AMD übernommen; die neue Produktmarke lautet „AMD Adaptive SoCs & FPGAs“, aber alle ursprünglichen Xilinx-Familienbezeichnungen bleiben unverändert.