xilinx 三款Versal FPGA 有何区别？

在7nm工艺节点上，Xilinx推出了Versal系列芯片。与前一代16nm工艺芯片UltraScale Plus相比，在结构上有很大的变化，在性能上有显著地提升。

Versal不再是纯粹意义上的FPGA了，而是被定义为ACAP（ AdaptiveCompute Acceleration Platform）。开启了ACAP新纪元。Versal是一个异构系统，这个异构系统中包括了ARM Core （ARM Cortex-A72）、矢量计算处理器（Vector Processor）和传统FPGA资源如CLB/DSP58/Block RAM/UltraRAM等，这是其显著特征。

Versal包含三个系列，分别是Versal AI Core系列、Versal Prime系列和Versal Premium系列。三者都包含双核Cortex-A72和Cortex-R5F。不再像UltraScale Plus那样，只有MPSoC中有ARM Core。同时三者也有明显的区别。VersalAI Core系列面向高性能计算应用，这是因为其包含了矢量计算处理器AI Engine；Versal Prime系列逻辑容量在三者之中居中；Versal Premium系列面向高带宽场合。三者区别如下表所示。从表中不难看出，只有AI Core系列包含AI Engine；Premium系列高速收发器（GT）性能最强。这里比较时用到了Logic Cell，就Versal而言，Logic Cell与LUT的比率为2.18。此外，AI Core系列中还包含Accelerated RAM，容量为32Mb，可直接访问RPU（ARM Cortex-R5F）。

Versal有三类I/O Bank，如下图所示。其中XPIO面向高性能如DDR存储器接口；HDIO面向低性能；MIO则用于支持PS外设。还可注意到XPIO与HDIP电压范围是没有重叠区域的。

三款Versal都有三个速度等级，分别为-1/-2/-3，其中-3性能最高。同时，-3的核电压Vccint为0.88V（H）；-2的核电压Vccint为0.88V（H）、0.8V（M）或0.7V（L）；-1的核电压Vccint为0.8V（M）或0.7V（L）。不同的速度等级和不同的核电压Vccint对应不同的结温范围，如下图所示。