FPGA #2: FPGA AMD Xilinx 7-Series

January 24, 2026

Sahabat Robonesia, setelah pada artikel berjudul “Field Programmable Gate Array” telah kita bahas mengenai definisi FPGA, arsitekturnya, alur pemrogramannya, dan beberapa topik terkait lainnya, maka pada artikel kali ini kita akan mengulas (Review) salah satu produk chip FPGA yang populer digunakan oleh kalangan akademisi dan dunia industry, yaitu chip FPGA 7-series yang merupakan buatan AMD Xilinx.

Table of Contents

1. FPGA 7-Series

FPGA AMD Xilinx seri 7 terdiri dari empat keluarga FPGA yang memenuhi seluruh kebutuhan sistem, mulai dari aplikasi berbiaya rendah, berukuran kecil, sensitif biaya, dan bervolume tinggi hingga bandwidth konektivitas ultra-tinggi, kapasitas logika, dan kemampuan pemrosesan sinyal untuk aplikasi berkinerja tinggi yang paling dibutuhkan di pasaran. FPGA seri 7 meliputi:

Keluarga Spartan-7: Dioptimalkan untuk biaya rendah, daya terendah, dan kinerja I/O tinggi. Tersedia dalam kemasan berukuran sangat kecil dan berbiaya rendah untuk footprint PCB terkecil.
Keluarga Artix-7: Dioptimalkan untuk aplikasi daya rendah yang membutuhkan transceiver serial dan throughput DSP (Digital Signal Processing) dan logika tinggi. Memberikan biaya total komponen terendah untuk aplikasi berkinerja tinggi dan sensitif biaya.
Keluarga Kintex-7: Dioptimalkan untuk harga-kinerja terbaik dengan peningkatan 2X dibandingkan generasi sebelumnya, memungkinkan kelas FPGA baru.
Keluarga Virtex-7: Dioptimalkan untuk kinerja sistem dan kapasitas tertinggi dengan peningkatan kinerja sistem 2X. Perangkat dengan kemampuan tertinggi dimungkinkan oleh teknologi stacked silicon interconnect (SSI).

Dibangun di atas teknologi proses high-k metal gate (HKMG) 28 nm berkinerja tinggi dan hemat daya (HPL) yang mutakhir, FPGA seri 7 memungkinkan peningkatan kinerja sistem yang tak tertandingi dengan bandwidth I/O 2,9 Tb/s, kapasitas 2 juta sel logika, dan DSP 5,3 TMAC/s, sekaligus mengonsumsi daya 50% lebih rendah daripada perangkat generasi sebelumnya untuk menawarkan alternatif yang sepenuhnya dapat diprogram untuk ASSP dan ASIC.

2. Fitur FPGA 7-Series

Dalam dokumen datasheet DS180, berikut adalah fitur-fitur yang diunggulkan dimiliki oleh FPGA AMD Xilinx 7-series:

Logika FPGA berkinerja tinggi tingkat lanjut berdasarkan teknologi tabel pencarian (LUT) 6-input nyata yang dapat dikonfigurasi sebagai memori terdistribusi (Distributed memory).
RAM blok dual-port 36 Kb dengan logika FIFO terintegrasi untuk buffering data on-chip.
Teknologi SelectIO berkinerja tinggi dengan dukungan untuk antarmuka DDR3 hingga 1.866 Mb/s.
Konektivitas serial berkecepatan tinggi dengan transceiver multi-gigabit terintegrasi dari 600 Mb/s hingga kecepatan maksimum 6,6 Gb/s hingga 28,05 Gb/s, menawarkan mode daya rendah khusus, yang dioptimalkan untuk antarmuka chip-ke-chip.
Antarmuka analog yang dapat dikonfigurasi pengguna (XADC), yang menggabungkan konverter analog-ke-digital 12-bit 1MSPS ganda dengan sensor termal dan catu daya on-chip.
Slice DSP dengan pengali 25 x 18, akumulator 48-bit, dan pra-penjumlah untuk penyaringan berkinerja tinggi, termasuk penyaringan koefisien simetris yang dioptimalkan.
Clock Management Tiles (CMT) yang andal, menggabungkan blok phase-locked loop (PLL) dan mixed-mode clock manager (MMCM) untuk presisi tinggi dan jitter rendah.
Menerapkan embedded processing dengan cepat menggunakan prosesor MicroBlaze.
Blok terintegrasi untuk PCI Express (PCIe), hingga desain Endpoint dan Root Port Gen3 x8.
Berbagai pilihan konfigurasi, termasuk dukungan untuk memori komoditas, enkripsi AES 256-bit dengan otentikasi HMAC/SHA-256, dan deteksi serta koreksi SEU bawaan.
Kemasan flip-chip bare-die berbiaya rendah, dengan pengikatan kawat, dan integritas sinyal tinggi yang menawarkan migrasi mudah antar anggota keluarga dalam kemasan yang sama. Semua kemasan tersedia dalam versi bebas timbal dan beberapa kemasan pilihan dengan opsi timbal.
Dirancang untuk kinerja tinggi dan konsumsi daya terendah dengan proses 28 nm, HKMG, HPL, teknologi proses tegangan inti 1,0V dan opsi tegangan inti 0,9V untuk konsumsi daya yang lebih rendah lagi.

3. Perbadingan FPGA 7-Series

Tabel 1 adalah perbandingan untuk setiap keluarga FPGA AMD Xilinx 7-series.

Tabel 1. Perbandingan Kapabilitas Keluarga FPGA AMD Xilinx 7-series

4. Link Sumber Informasi FPGA 7-Series

Berikut adalah beberapa link sumber informasi mengenai FPGA AMD Xilinx yang dapat menjadi rujukan:

Author

Taufiq Dwi Septian Suyadhi

Degrees from electronics and industrial engineering. Enthusiast on electronics, embedded systems, automation, internet of things, robotics, and artificial intelligence. Never ending learning and sharing valuable knowledge.