Comment choisir un FPGA pour votre projet : matrice de décision ressources × transceivers × prix
L’erreur de sélection FPGA la plus courante : choisir d’abord un modèle de puce et rétro-concevoir les besoins, ou ne regarder que le prix sans marge de ressources. Le bon ordre : définir les besoins en bande passante (paires de transceivers) → calculer les ressources logiques (LC/DSP) → choisir la carte la moins chère qui satisfait les deux. Cet article transforme la gamme principale de Duyuan en une matrice de décision réutilisable.
1. Sélection en trois étapes : bande passante → ressources → prix
Beaucoup d’ingénieurs choisissent dans le mauvais ordre. La chaîne de décision correcte :
- Étape 1 : définir la bande passante — combien de paires de transceivers haute vitesse avez-vous besoin ? (Fibre ? PCIe ? JESD204B ?) Cette étape élimine la moitié des options.
- Étape 2 : calculer les ressources — les cellules logiques (LC), DSP slices et BRAM sont-ils suffisants ? Laissez 30 %~50 % de marge.
- Étape 3 : comparer le prix — parmi les cartes qui passent les étapes 1 et 2, choisissez le meilleur rapport qualité-prix.
Pourquoi la bande passante d’abord ? Les transceivers sont la ressource FPGA la plus chère et la moins scalable — si la logique est juste, vous pouvez descendre en gamme, mais si les transceivers sont justes, vous devez monter vers une puce plus grosse. Pas de juste milieu.
2. Matrice des paramètres produits principaux Duyuan
| Modèle | Puce | Logique | DSP | Transceivers haute vitesse | DDR | PCIe | Prix |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| PBC7K325G | Kintex-7 chinois | 326K LC | 840 | 8× GTP | 2 Go DDR3 | Gen2 x8 | 1 999 ¥ |
| DUK7410T | FMSH JFM7K410T | 410K LC | 920 | 8× GTP | 4 Go DDR3 | Gen2 x8 | 9 999 ¥ |
| PG3T500 | Pango Titan3 | ~500K LC | ~1 200 | 16× GTP+ | 4 Go DDR4 | Gen3 x8 | 5 999 ¥ |
| DUF7690T | FMSH JFM7VX690T | 693K LC | 3 600 | 36× GTH @10,3G | 4 Go DDR3 | Gen3 x8 | 24 999 ¥ |
| XCKU15P | AMD Kintex UltraScale+ | ~400K LC | 1 680 | 24× GTY 28G + 32× GTH 16G | 8 Go DDR4 ECC | Gen3 x16 | 15 999 ¥ |
3. Choisir par scénario
Scénario 1 : contrôle industriel / logique simple / apprentissage entrée de gamme
Besoins : quelques centaines de Ko de logique, pas de transceivers haute vitesse, budget serré.
- Choisissez PBC7K325G (1 999 ¥) : 326K LC suffisent, grade industriel -40~85 °C, FMC LPC extensible.
- Évitez DUK7410T : 5× plus cher, ressources inutilisées.
Scénario 2 : acquisition ADC multi-canal / JESD204B / SDR
Besoins : 4~8 paires de transceivers pour ADC, bande passante DDR suffisante, DSP pour DDC.
- Choisissez DUK7410T (9 999 ¥) : 8× GTP + 4 Go DDR3, FMC HPC simple pour une mezzanine ADC.
- Pour doubles mezzanines ADC : choisissez DUF7690T (24 999 ¥) : double FMC HPC, 36× GTH.
Scénario 3 : traitement vidéo / multiplexage 4K / vision industrielle
Besoins : IO vidéo multi-canal, grande bande passante DDR, assez de logique pour scaling/filtrage.
- Choisissez PG3T500 (5 999 ¥) : 4 Go DDR4 + 16 transceivers, meilleur rapport qualité-prix.
- Pour overlay 4K multi-canal : choisissez XCKU15P (15 999 ¥) : DDR4 ECC 19,2 Go/s, les transceivers UltraScale+ gèrent 10G facilement.
Scénario 4 : fibre haute vitesse / PCIe Gen3 / data center
Besoins : PCIe Gen3 x8+, fibre 10G/25G, grande bande passante DDR.
- Choisissez XCKU15P (15 999 ¥) : PCIe Gen3 x16 + transceivers GTY 28G, 8 Go DDR4 ECC.
- Évitez DUF7690T : GTH plafonne à 10,3G, ne peut pas faire tourner 25G.
4. Quelle marge de ressources
L’erreur de sélection la plus courante : « juste assez ». Les FPGA ne sont pas des CPU — après synthèse, la congestion de routage et les problèmes de fermeture de temporisation font que les ressources semblent suffisantes mais ne tournent pas.
| Type de ressource | Marge recommandée | Pourquoi |
|---|---|---|
| Cellules logiques (LC) | ≥ 30 %~50 % | Expansion logique post-synthèse + congestion de routage |
| DSP Slice | ≥ 20 % | Les coefficients de filtre, le nombre de points FFT vont changer |
| BRAM | ≥ 20 % | La profondeur FIFO, les line buffers vont croître |
| Transceivers | ≥ 2 paires de rechange | Laissez une paire pour le test en boucle |
| Bande passante DDR | ≥ 30 % | Le pic de trafic dépasse la moyenne |
Un exemple réel
Projet : 4× 1080p multiplexé vers sortie 4K.
- Besoins en bande passante : lecture/écriture DDR combinées ≈ 6 Go/s → DUK7410T avec DDR3 14,9 Go/s donne 60 % de marge.
- Besoins en logique : scaling + multiplexage ≈ 200K LC → DUK7410T a 410K LC, 50 % de marge.
- Conclusion : DUK7410T (9 999 ¥) est le meilleur choix ; pas besoin de monter vers DUF7690T.
5. Chine vs importé : quand vous devez utiliser un FPGA national
Tous les projets n’ont pas besoin d’un FPGA chinois. Posez-vous trois questions :
- Y a-t-il une exigence nationale / Xinchuang ? — si oui, choisissez parmi FMSH / Pango.
- La plage de température industrielle (-40~85 °C) est-elle nécessaire ? — PBC7K325G / PBC7Z020G sont grade industriel ; les cartes Xilinx commerciales n’atteignent que 0~70 °C.
- 25G/100G ultra-haute vitesse est-elle nécessaire ? — les transceivers FPGA nationaux plafonnent à 10,3G (GTH) ; au-delà vous devez choisir AMD UltraScale+.
Choisir un FPGA n’est pas prendre le plus cher ou le moins cher — c’est choisir celui qui « satisfait juste les besoins en bande passante, laisse assez de marge de ressources et correspond au budget ». Définissez d’abord les paires de transceivers, puis LC et DDR, puis comparez le prix. Trois étapes, et vous ne vous tromperez pas.
