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隨著人工智能、深度學習在市場越來越受歡迎，除了GPU、眾多獨角獸公司的AI專用芯片，FPGA同樣是深度學習的熱門平臺之一。本文將給大家介紹5款強大到不可思議的FPGA開發板，當然價格也是高的離譜，肯能對於大多數工程師來說，這些屬於求而不得的高端“玩具”。
RTG4開發套件
RTG4-DEV-KIT是Microsemi公司的產品，當然目前的話已經被Microchip收購，這是一套為高端的客戶提供的評估和開發平臺，主要用於數據傳輸，串行連接，總線接口等高密度高性能FPGA的高速設計等應用 。
該開發板採用RT4G150器件，採用陶瓷封裝，提供150,000個邏輯元件，具有1,657個引腳，下圖是RTG4-DEV-KIT開發板的外設接口功能圖。
RTG4開發套件主要包括的硬件功能如下：
- 兩個1GB DDR3同步動態隨機存取存儲器（SDRAM）
- 2GB SPI Flash
- PCI Express Gen1 接口1個
- PCIe x4 接口
- 一對SMA連接器，用於測試全雙工SERDES通道
- 兩個帶有HPC/LPC引腳排列的FMC連接器，用於擴展
- 用於10/100/1000以太網的RJ45接口
- USB micro-AB連接器
- SPI，GPIO的接口
- FTDI編程器接口用於編程外部SPI Flash
- JTAG編程接口
- 用於應用程序編程和調試的RVI接口
- Flashpro編程接口
- 用於調試的嵌入式跟蹤宏（ETM）單元接口
- 用於用戶應用的雙列直插式封裝（DIP）開關
- 按鈕開關和LED
- 電流測量測試點
以下是RTG4-DEV-KIT開發板的硬件框圖
從硬件框圖上也能看到RTG4-DEV-KIT複雜的電源管理系統，12V的DC直流供電，通過DCDC/以及LDO分配到各個功能部分的供電。
英特爾Stratix 10開發套件
Intel Stratix 10開發套件是包含各類軟硬件的完整設計環境，用於評估Stratix 10 FPGA的功能。該套件可用於通過符合PCI-SIG的開發板來開發和測試PCI Express 3.0設計。使用這些開發板可開發和測試由DDR4、DDR3、QDR IV和RLDRAM III存儲器組成的存儲器子系統。通過使用FPGA夾層卡 (FMC) 連接器與FMC夾層卡連接，還可以開發模塊化和可擴展設計。該套件支持JESD204B、Serial RapidIO、10Gbps以太網 (10GbE)、SONET、通用公共無線電接口 (CPRI)、OBSAI等諸多協議。
英特爾Stratix 10開發套件硬件框圖
開發闆闆載的主要FPGA是Intel公司的Stratix 10系列產品，相比前一代產品成本提供2X性能和超低功耗，具有幾個開創性的創新如新型的HyperFlex™和架構，能滿足日益增長的帶寬和處理性能，從而滿足功率預算。嵌入硬件系統基於四核64位ARM Cortex-A53，採用Intel 14-nm Tri-Gate (FinFET)技術和混合性3D片上系統(SiP)技術，單片核多達550萬和邏輯單元，多達96個全雙工收發器，數據速率高達28.3Gbps，主要用在計算和存儲，網絡設備，光傳輸網絡，廣播，軍用雷達，醫療設備，測試和測量以及5G無線設備，ASIC原型。
Intel的全新系列Stratix 10產品可以說是非常具有跨時代意義的，另外此係列的產品產品性也非常豐富，方便各種需求的公司選擇。
ADS8-V1 評估板
確切的說，ADS8-V1 評估板並不是一塊專為FPGA評估的板卡，而是為了支持ADI公司高速數據轉換，當連接到指定的 ADI 高速 ADC 評估板時，ADS8-V1 可用作數據採集板。ADS8-V1 上的 FPGA 設計用於支持最高速 JESD204B 模數轉換器，可充當數據接收器，同時 ADC 為數據發射器。
ADS8-V1EBZ接口外設如下：
- Xilinx Kintex Ultrascale XCKU040-3FFVA1156E FPGA
- 一（1）個FMC +連接器
- 一（1）個FMC +連接器支持二十（20）個16Gbps收發器
- DDR4 SDRAM
- 簡單的USB 3.0端口接口
ADI強大的數據採集評估板可以應用於航空航天和防務、電子監控和對抗、儀器儀表和測量、通信測試設備、信號發生器（通過射頻傳輸音頻）、5G領域等。
REFLEX CES XpressVUP-LP9P
REFLEX CES XpressVUP-LP9P是基於Virtex Ultrascale + VU9P FPGA的低配置PCIe網絡處理FPGA板，專為HPC等網絡應用而設計。該板提供2組DDR4，2組QDR2 +存儲器和2個QSFP28網箱，用於多個10GbE / 40GbE / 100GbE網絡解決方案。其主要的功能包括了：PCIe Gen3 x16、Xilinx Virtex UltraScale + VU9P FPGA、板載兩個DDR4和兩個QDR2 +獨立組、兩個QSFP28光纖籠用於多網絡解決方案、具有16個通道，8 Gb/s鏈路速率的PCIe接口（Gen3）等。
XpressVUP-LP9P技術規格
FPGA和配置模塊
- Xilinx Virtex UltraScale + 16nm FPGA：XCVU9P-L2FLGB2104E（生產）
- XCVU9P-L2FLGB2104E（生產）
- 2,6 M系統邏輯單元
- 270 Mb UltraRAM（UltraScale +提供高密度，雙端口，同步存儲器模塊）
- 用於外部Xilinx USB電纜的JTAG連接器
- 雙四SPI（x8）配置模式的2x Nor Flash
通訊接口
- PCI Express x16（第1,2或3代）
- 2 x QSFP28四光纖籠（2 x 4 XCVR：每條鏈路28 Gb/ s），支持10GbE / 40GbE / 100GbE
- QSFP28模塊支持的其他協議
存儲
- 板載DDR4,2x組64位+ 4位ECC，總共8GB
- 板載QDR-II +，2x存儲區，18位，總共144Mbits
功率
- 最大100W
- 提供定製散熱器
其他資源
- 板載可編程PLL振盪器（Si5345），高度靈活和可配置的時鐘發生器。
- 板載高精度振盪器為精確時間協議（PTP）以太網提供時鐘精確20MHz-0.05ppm，同步協議標準化IEEE 1588
- 一個用於PPS（每秒脈衝）的同軸連接器，允許多個電子部件同步
REFLEX CES XpressVUP-LP9P硬件框圖如下圖所示：
值得一提的是，XpressVUP在POWER9 CPU主機處理器（IBM）上支持CAPI 2.0，並且還支持IBM SNAP框架，只需很少的FPGA專業知識，SNAP框架允許應用工程師在服務器環境中快速創建基於FPGA的加速程序。它使用IBM CAPI 2.0接口，該接口可在標準PCIe物理通道上運行，但具有CPU和FPGA之間較低延遲和一致內存共享的優勢。
Digilent NetFPGA-SUME
NetFPGA-SUME是Digilent，劍橋大學和斯坦福大學之間的合作項目，是高性能和高密度網絡設計的理想平臺。
NetFPGA-SUME採用賽靈思Virtex-7 690T FPGA，支持30個13.1 GHz GTH收發器，四個SFP + 10Gb/s端口，五個獨立的高速存儲器組，由500MHz QDRII +和1866MT / s DDR3 SoDIMM器件構建，以及一個八通道第三代PCIe，可提供超大的吞吐量，並可支持大量高速數據流FPGA架構和存儲器件，其它功能包括在FMC和QTH擴展連接器以及SATA端口上共展示20個收發器。
NetFPGA-SUME的主要任務是為學生，研究人員和開發人員提供最先進的網絡平臺，無論是學習基礎知識還是創建新的硬件和軟件應用程序，該板可輕鬆支持四個10Gb/s以太網端口上的同時線速處理，並可在板上操作和處理數據。
Digilent NetFPGA-SUME特徵：
- Xilinx Virtex-7 XC7V690T FFG1761-3
- Xilinx CPLD XC2C512用於FPGA配置
- PCIe Gen3 x8（8Gbps /通道）
- 兩個512Mbits Micron StrataFlash（PC28F512G18A）
- 編程：賽靈思Vivado 設計套件
- 三個x36 72Mbits QDR II SRAM（CY7C25652KV18-500BZC）
- 兩個4GB DDR3 SODIMM（MT8KTF51264Hz-1G9E1）
- 用於JTAG編程和調試的Micro USB連接器（與UART接口共享）
- 一根Micro USB線用於編程/ UART
- QTH連接器（8個RocketIO GTH收發器）
- 四個SFP +接口（4個RocketIO GTH收發器），支持10Gbps
- 兩個SATA-III端口
- 用戶LED和按鈕
- 一個HPC FMC連接器（10個RocketIO GTH收發器）
- 一個Pmod端口
總結
FPGA的強大還是在於其超靈活的可編程能力，隨著人工智能越來越受市場的喜愛，無論是GPU還是專用的AI芯片都不可能像FPGA這樣便於新進入這個領域的企業折騰、創新，帶著這種與生俱來的優勢，相信FPGA的春天還很漫長。
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