XILINX Spartan/Artix 低成本 FPGA：IoT 与消费电子量产

做IoT和消费电子规划的工程师都明显一个现实：成本压到的时辰，，，，，，，，FPGA底子不在思考领域内。。。。。。一颗Kintex动辄几百块，，，，，，，，Virtex更是上千，，，，，，，，量产项目底子扛不住。。。。。。但好多场景又的确必要FPGA的并行处置能力和矫捷可沉构个性，，，，，，，，ASIC开发周期太长、NRE用度太高，，，，，，，，这时辰Xilinx的Spartan和Artix系列就成了的甜点区。。。。。。

为什么是Spartan和Artix

先看价值。。。。。。Spartan-7系列的XC7S6，，，，，，，，BGA封装，，，，，，，，批量采购价不到2美金。。。。。。Artix-7的XC7A35T，，，，，，，，带GTP收发器，，，，，，，，批量价也就5美金出面。。。。。。这个价位段，，，，，，，，比好多MCU贵不了几多，，，，，，，，但能干的活齐全不是一个量级。。。。。。

Spartan-7用的是28nm工艺，，，，，，，，逻辑单元多到215K，，，，，，，，DSP Slice多360个，，，，，，，，没有高速收发器，，，，，，，，适合纯逻辑节造和低速接口扩大。。。。。。Artix-7同样是28nm，，，，，，，，逻辑单元多到332K，，，，，，，，DSP Slice多740个，，，，，，，，关键是带了GTP收发器，，，，，，，，支持6.6Gb/s，，，，，，，，能跑PCIe、SATA、DisplayPort这些高速接口。。。。。。

对IoT和消费电子来说，，，，，，，，这两个系列的定位极度清澈：Spartan管节造，，，，，，，，Artix管节造加通讯。。。。。。

IoT场景：Artix-7干的那些活

IoT网关是Artix-7吃量的利用之一。。。。。。一个典型的IoT网关必要同时跑Wi-Fi、BLE、LoRa、以太网，，，，，，，，还要做和谈转换和数据聚合。。。。。。用MCU跑这些和谈栈，，，，，，，，CPU占用率直接拉满，，，，，，，，再加一个传感器采集工作就喘不上气了。。。。。。

Artix-7的规划齐全不一样。。。。。。GTP收发器接以太网PHY，，，，，，，，SPI接口连Wi-Fi？？？？？，，，，，，，，UART跑LoRa，，，，，，，，ARM软核或者MCU跑和谈栈，，，，，，，，FPGA掌管数据搬移和和谈转换。。。。。。逻辑资源占用不到40%，，，，，，，，功耗不到1瓦，，，，，，，，成本比多核MCU规划还低。。。。。。

工业IoT的边缘推算节点也是Artix-7的主战场。。。。。。Modbus转MQTT、CAN转Ethernet、485转Wi-Fi，，，，，，，，这些和谈网关用Artix-7做，，，，，，，，硬件逻辑固化下来，，，，，，，，延长在微秒级，，，，，，，，比MCU跑软件和谈栈快一个数量级。。。。。。某做工业网关的客户，，，，，，，，用XC7A35T代替了原来的STM32F4加表置以太网PHY规划，，，，，，，，BOM成本降了15%，，，，，，，，处置延长从毫秒级压到了微秒级。。。。。。

Spartan-7在IoT里更多用在传感器节点和单一节造器上。。。。。。好比智能电表的脉冲采集、LED驱动节造、电机调速，，，，，，，，这些不必要高速接口的场景，，，，，，，，Spartan-7的逻辑资源齐全够用，，，，，，，，功耗低到毫瓦级，，，，，，，，批量价不到2美金，，，，，，，，比加一颗MCU还便宜。。。。。。

消费电子：成本敏感区的FPGA规划

消费电子对价值的敏感度比IoT还高，，，，，，，，但对职能的要求一点不低。。。。。。无人机飞控、运动相机图像处置、智能音箱音频编解码、扫地机械人SLAM导航，，，，，，，，这些场景都在用Spartan和Artix。。。。。。

无人机飞控是Artix-7的经典利用。。。。。。飞控必要同时处置IMU数据、气压计、GPS、电机PWM输出，，，，，，，，还要跑PID节造回路。。。。。。用MCU做，，，，，，，，中断响应延长和多工作调度是瓶颈。。。。。。Artix-7把所有传感器接口并行接入，，，，，，，，PID算法用DSP Slice硬件实现，，，，，，，，节造周期不变在1kHz，，，，，，，，抖动幼于10微秒。。。。。。某无人机规划商用XC7A50T做飞控，，，，，，，，比原来的STM32F7规划靠得住性提升了一个档次，，，，，，，，炸机率降了60%。。。。。。

运动相机的图像处置也是Artix-7的拿手好戏。。。。。。HDMI输入接进来，，，，，，，，FPGA做实时去畸变、色彩校对、鱼眼校对，，，，，，，，而后输出到显示屏。。。。。。这套流水线用纯软件跑，，，，，，，，延长太高，，，，，，，，用户履历差。。。。。。用Artix-7的逻辑资源搭一条图像处置流水线，，，，，，，，延长压到一帧以内，，，，，，，，成本比加一颗ISP芯片低得多。。。。。。

智能音箱的音频处置同样适合Spartan和Artix。。。。。。多麦克风阵列的波束成形、噪声抑造、回声解除，，，，，，，，这些算法用DSP Slice跑，，，，，，，，比MCU快几倍。。。。。。Spartan-7的XC7S15，，，，，，，，带I2S接口，，，，，，，，直接连音频CODEC，，，，，，，，整颗芯片成本不到1.5美金，，，，，，，，在智能音箱里用得极度多。。。。。。

量产选型的几个切实建议

，，，，，，，，能用Spartan就别上Artix。。。。。。Spartan-7没有收发器，，，，，，，，但若是你的规划不必要高速接口，，，，，，，，Spartan的逻辑资源齐全够用，，，，，，，，成本还能再砍30%。。。。。。

第二，，，，，，，，Artix-7优先选带GTP的型号。。。。。。哪怕此刻用不到高速接口，，，，，，，，带GTP的型号封装兼容性更好，，，，，，，，后续规划升级也有空间。。。。。。

第三，，，，，，，，开发工具别省。。。。。。Vivado版对Spartan和Artix齐全够用，，，，，，，，IP核里有大量现成的接口节造器和信号处置？？？？？，，，，，，，，不用从零写RTL。。。。。。

IoT和消费电子的量产战场上，，，，，，，，成本是条红线。。。。。。Xilinx Spartan和Artix系列把FPGA的门槛拉到了MCU的价位段，，，，，，，，让幼批量、低成本、快上市的项目也能用上FPGA的并行算力和矫捷可沉构能力。。。。。。这两个系列不是高机能FPGA的降级版，，，，，，，，是成本敏感市场的解。。。。。。有规划要评估的工程师，，，，，，，，拿需要过来聊，，，，，，，，选型和报价当天给你算明显。。。。。。