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JFM7K325T 型耐辐照 SRAM 型现场可编程门阵列应用指南 2019. 4 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列版本 0.0 1 应用指南

本资料是为了让用户根据用途选择合适的上海复旦微电子集团股份有限公司（以下简称复旦微电子）的产品而提供的参考资料，不转让属于复旦微电子或者第三者所有的知识产权以及其他权利的许可。在使用本资料所记载的信息最终做出有关信息和产品是否适用的判断前，请您务必将所有信息作为一个整体系统来进行评价。采购方对于选择与使用本文描述的复旦微电子的产品和服务全权负责，复旦微电子不承担采购方选择与使用本文描述的产品和服务的责任。除非以书面形式明确地认可，复旦微电子的产品不推荐、不授权、不担保用于包括军事、航空、航天、救生及生命维持系统在内的，由于失效或故障可能导致人身伤亡、严重的财产或环境损失的产品或系统中。未经复旦微电子的许可，不得翻印或者复制全部或部分本资料的内容。今后日常的产品更新会在适当的时候发布，恕不另行通知。在购买本资料所记载的产品时，请预先向复旦微电子在当地的销售办事处确认最新信息，并请您通过各种方式关注复旦微电子公布的信息，包括复旦微电子的网站(http://www.fmsh.com/)。如果您需要了解有关本资料所记载的信息或产品的详情，请与上海复旦微电子集团股份有限公司在当地的销售办事处联系。商标上海复旦微电子集团股份有限公司的公司名称、徽标以及“复旦”徽标均为上海复旦微电子集团股份有限公司及其分公司在中国的商标或注册商标。上海复旦微电子集团股份有限公司在中国发布，版权所有。 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列版本 0.0 2 应用指南

章节列表 1. 概述 ............................................................................................................................................................................... 4 2. 差异说明 ....................................................................................................................................................................... 4 3. 注意事项 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 3.1 速度与功耗的对比 ........................................................................................................................................................ 7 3.1.1 功耗对比 ................................................................................................................................................................ 7 3.1.2 速度对比 ................................................................................................................................................................ 7 3.2 上电浪涌电流测试情况说明 ........................................................................................................................................ 8 3.3 GTX CHANNEL LOSS 性能差异说明 .............................................................................................................................. 9 3.4 位流加密方案 ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.4.1 输入数据的保护 ..................................................................................................................... 错误!未定义书签。 3.4.2 密钥数据 ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.4.3 数据保护 ................................................................................................................................. 错误!未定义书签。 4. 版本信息 ....................................................................................................................................................................... 9 5. 上海复旦微电子集团股份有限公司销售及服务网点 ............................................................................................. 10 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列应用指南版本 0.0 3

1. 概述本文档汇总 JFM7K325T 产品与 Xilinx 公司 XC7K325T 产品差异，除本文档中所提及的差异外，二者兼容。用户在使用时可参照 XC7K325T 用户手册，同时以本文档作为补充，进行设计开发。 JFM7K325T 可以采用 ISE、VIVADO 的综合、时序分析、布局布线、IP 生成、位流生成、功耗评估、下载配置、CHIP_SCOPE、IBERT 等工具。并根据相关差异，结合复旦微电子自主知识产权的 PROCISE 开发工具中的 PATCH 功能，来完成用户设计的实现。 JFM7K325T 产品主要功能和参数兼容 XILINX 公司 XC7K325T-FFG900-2 型产品。下面简述 JFM7K325T 器件与兼容器件（XC7K325T-FFG900-2 型号）的差异对系统的影响，以及规避影响的推荐应用。 2. 差异说明编号项目 XC7K325T-F FG900-2 pin2pin 兼容性 1 支持片内温度传感器输出 JFM7K325T 除 DXN， DXP 两引脚外，其余引脚完全兼容不支持差异说明及应用注意 DXN，DXP 为片内温度传感器的输出，用于片外检测片内温度。JFM7K325T 不支持该功能，该两输出引脚为 NC。应用注意： 1）板级设计时，DXN，DXP 两引脚设置为 NC； 2）用户调试，测试时需检测片上温度，可通过 JTAG 回读片内 XADC 的温度数据，用户应用需实时检测片内温度时，则通过 XADC 的 DRP 端口读取温度数据。 JFM7K325T 产品的上电过程与 XC7K325T 一致： 2 上电至 INIT_B 拉高时间差异 3ms 20ms JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列但 JFM7K325T Clear Configuration Memory 阶段的时间与 XC7K325T 有差异，其 setup 阶段为 3ms， JFM7K325T 为 20ms。应用注意： 1）用户在使用从模式加载时，上电或 PROGRAM_B 后需判断 INIT_B 拉高以后开始配置； 2）若采用计时方案需等待 20ms 以上（原厂 3ms 应用指南版本 0.0 4

左右），该方案不推荐。 3）若采用了计时等待方案，等待时间不足 20ms，且实在无法更改设计的，则通过在位流里增加 dummy，补偿时间差异。PROCISE 软件将提供该 PATCH 功能。原厂 XC7K325T 的 BRAM 模块支持 TDP 模式和 SDP 模式；JFM7K325T-C 在部分 SDP 模式不支持。包括： 1）RAMB36E1 配置成 SDP 模式，读位宽 X72； 2）RAMB18E1 配置成 SDP 模式，读位宽 X36； 3）ECC 模式。应用注意： 1）用户在采用 COREGEN 调用 Block Memory Generator 生成 MEMORY IP 时，避免选择 RAMB36 配置成 X72 SDP 模式以及避免选择 RAMB18 配置成 X36 SDP； 2）我司会提供 VIVADO 的 ECO 工具包 a) RAMB36E1 X72 SDP 模式替换成 2 个 X36 TDP 模式 b) RAMB18E1 X36 SDP 模式替换成 2 个 X18 TDP 模式 3） PROCISE 会提供检测工具，报告用户设计是否用到的 BRAM 的失效配置。块存储器 BRAM SDP 差异支持不支持 GTX 内核电源 MGTAV CC 偏置要求差异数据率 ≤10.3125Gbps 时偏置范围 0.97V – 1.08V 数据率 ≥10.3125Gbps 时偏置范围 1.02 – 1.08V 1.0V±3% JFM7K325T 产品在高数据率的情况下，正常偏置在 1.0V 下仍能正常工作。无需按照数据率区分供电要求。 JFM7K325T-C 产品，GTX 设置 QPLL 作为时钟源，且选择 FGQPLLRANGE2（9.8GHz~12.5GHz）时， TXOUT_DIV/RXOUT_DIV 只能设置为 1，不能设置为 2,4,8,16。 1）用户在使用相应 IP 时，在该 QPLL 频段,TXOUT_DIV/RXOUT_DIV 默认配置为 1, 对用户无影响。 2）用户裸用时，需要避免将 TXOUT_DIV/ 3） RXOUT_DIV 配置为 2,4,8,16。详见 JFM7K325T GTX Channel Loss 性能差异说明 JFM7K325T 产品 GTX 的最优配置与原厂略有差异应用指南版本 0.0 5 3 4 5 6 GTX QPLL 分频配置差异 GTX 性能差异 GTX 属性配置最优值与原厂的默认配 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列

差异置不一致 1）CTLE 尾电流配置差异：原厂默认值 1，JFM7K325T 优值需配置为 0 2） PI 线性度差异原厂 default: ch_debugcfg[58:57]=00 JFM7K325T 优值配置如下： 0.6Gbps 7]=01; 3.25Gbps [58:57]=00 5Gbps 1 8Gbps linerate<12.5Gbps 时, ch_debugcfg[58:57]=10 应用注意： 1) 用户用到 GTX 资源时，需使用 PROCISE 进行 linerate<8Gbps 时, ch_debugcfg[58:57]=1 linerate<3.25Gbps 时, ch_debugcfg[58:5 linerate<5Gbps 时,(defaut) ch_debugcfg 7 DDR3 IP 应用支持支持，相应 IP 在原厂 IP 上做了优化。 PATCH。原厂 DDR3 IP 应用在 JFM7K325T 上存在一些问题。我司提供的在原厂 DDR3 IP 基础上进行优化。该 IP 在原厂及 JFM7K325T 产品上都能正常使用。应用注意： 1) 用户使用 DDR3 时，推荐采用 VIVADO， ISE14.7 的 DDR3 IP 非最新版本，原厂 XC7K325T 实测是存在问题的； 2) 我司将在 VIVADO 软件中以第三方 IP 的形式提供我司的 DDR3 IP。 3) 以下 Memory 经过我司的测试验证，推荐使用。 MT41J128M16XX MT41K128M16XX MT41J256M16XX MT41K512M8XX MT41K512M16XX MT8JTF12864HZ-1G6 (SODIMM) MT8JTF25664HZ-1G6 (SODIMM) MT8KTF51264HZ-1G9 (SODIMM) MT47H64M16XX (DDR2) 8 9 位流加密应用 AES256-HMA 支持，有差 C 异。加密秘钥存储方案支持 EFUSE 方案和 BBRAM 方案只支持 EFUSE 方案，不支持 BBRAM 方案。 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列我司在测信道攻击破解原厂加密方案的基础上，采用了更好的安全方案。支持 AES256 与 SM4 国密两种方案。应用注意： 1) 需要使用 PROCISE 软件进行加密位流生成。因我司采用了更安全的方案，需存储更多秘钥数据，BBRAM 的容量无法满足，故不支持 BBRAM 加密秘钥存储方案。应用注意： 1）加密秘钥存储方案，勿使用 BBRAM 方案，板应用指南版本 0.0 6

级 VBATT 电源可以与 VCCAUX 1.8V 接一起，或者 NC。 XADC 模块有时钟检测模块，当检测到外部 DCLK 长时间未 TOGGLE 时，会将时钟切至 FPGA 内部 65M osc_clk，当检测到 DCLK 恢复时，会再切换回 DCLK。JFM7K325T 相关设计与 XC7K325T 略有差异，配置完成后需连续检测较多个 DCLK 后才能切回 DCLK，无法立刻通过 DRP 接口读取数据。应用注意： 1）用户设计配置完成后，先采用 RESET 进行复位，而后开始 DRP 接口的数据读写。 JFM7K325T 内部基准输出实测偏低，通过位流修改 CONFIG 寄存器调回期望值。需通过 PROCISE 对位流进行 PATCH。应用注意： 1）必须使用 PROCISE 进行位流的 PATCH。 10 11 XADC 模块 DRP 接口内部基准 TRIMMI NG 寄存器修改 DRP 访问端口在初次使用前需进行 RESET 复位。自定义寄存器 3. 关键性能对比 3.1 功耗与速度的对比 3.1.1 功耗对比 FPGA 功耗分静态功耗与动态功耗。动态功耗与用户设计的规模，工作频率相关，跟温度相关性不大，而静态功耗则随温度指数上升。表格 1 JFM7K325T 与 XC7K325T 在不同工作频率下一个 QUARD 的 SERDES 动态功耗对比 JFM7K325T XC7K325T-FFG900-2 Frequency @12. 5gbps 1.5W @3.125gbps 1W 1.5W 1W 表格 2 JFM7K325T 与 XC7K325T 在不同温度下的 VCCINT 的静态电流对比 Temperature JFM7K325T 典型值 XC7K325T-FFG900-2 典型值 -40℃ 25℃ 85℃ 100℃ 43mA 120mA 689mA(datasheet 810mA) 1197mA 55.8mA 107mA 429mA 793mA 由上表可知，JFM7K325T 与 XC7K325T-FFG900-2 的动态功耗和静态功耗均相当。 3.1.2 速度对比速度兼容方面核心是看互连开关的速度差异。 JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列应用指南版本 0.0 7

互连速度测试方案：将 260 个的互连 PIP 与 1 个反相器构成环振，测环振频率与占空比。表格 3 JFM7K325T 与 XC7K325T 在不同温度下的环振频率（MHz）/占空比对比 Temperature JFM7K325T XC7K325T-FFG900-2 #1 XC7K325T-FFG900-2#2 -40℃ 25℃ 100℃ 23.44/54.39% 23.01/46.58% 24.52/52.18% 22.55/46.54% 24.37/50.34% 22.03/46.44% 25.03/45.02% 24.39/45.08% 22.9745.24% 由上表可知，JFM7K325T 速度比原厂 XC7K325T-FFG900-2 是相当的。建议用户在使用 VIVADO 或 ISE 软件时，选择 XC7K325T-FFG900-2 型号。 3.2 上电浪涌电流测试情况说明测试发现，浪涌电流和 VCCINT 电源上电的速度相关。针对 JFM7K325T 与原厂 XC7K325T-FFG900-2 芯片，采用不同的上电速度，测试上电浪涌电流，两者是一致的测试结果。对于 VCCINT 电源，快上电存在较大的浪涌电流，慢上电无明显浪涌电流。推荐用户板级应用：上电顺序与原厂一致：VCCINT –> VCCBRAM -> VCCAUX -> VCCO。上电速度推荐：VCCINT 为 30ms – 50ms。表格 4 VCCINT 电源不同上电速度下的浪涌电流对比上电速度快上电<5ms 测试情况说明常温下浪涌电流达 6-7A，高温下会更高。慢上电>20ms JFM7K325T 型耐辐照SRAM 型现场可编程门阵列无明显浪涌电流。应用指南版本 0.0 8

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