1.1 UltraScale+结构特点

UltraScale+FPGA 系列器件通过台积电（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.，Ltd，TSMC）的16nm FinFET+工艺（16FF+）将Xilinx与代工伙伴TSMC之间的合作关系扩展到第三代，为已经验证的Xilinx UltraScale架构提供了新级别的性能和能效。

尽管传统的平面互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS）晶体管几十年来一直为 FPGA 行业提供良好的服务，但是这种结构在 20nm 节点之外的持续减少受到物理和电学特性的限制，因而需要替代方案。尽管业界对各种选择进行了深入研究，但是3D FinFET晶体管由于其优越的电气特性和大规模的可制造性，被认为是解决继续扩大晶体管规模的主要方案。

凭借UltraScale+FPGA系列器件，Xilinx和TSMC持续成功合作，将业界领先的半导体工艺应用于FPGA中，在全可编程架构中提供新的ASIC级功能。TSMC的16nm FinFET 3D晶体管技术为制造单片和 3D 集成电路（Integrated Circuit，IC）器件奠定了基础，这些器件采用了增强的Xilinx UltraScale架构构建，可以从20nm扩展到16nm及以上。基于3D IC的产品利用了 Xilinx 已经验证过的堆叠硅互联（Stacked Silicon Interconnect，SSI）技术，该技术采用了TSMC的衬底上晶片（Chip-on-Wafer-on-Substrate，CoWoS）工艺。

FinFET 工艺的一个主要优点就是宽的工艺窗口，允许用户根据其应用的要求在不同的电源电压下操作器件。

1.1.1 Artix UltraScale+FPGA系列

Artix UltraScale+FPGA系列在成本优化的器件中实现最高的串行带宽和信号计算密度，用于关键的网络应用、视觉和视频处理以及安全连接。表1.1给出了Artix UltraScale+FPGA系列器件的特性。

1.1.2 Kintex UltraScale+FPGA系列

Kintex UltraScale+FPGA系列提高了性能和片上UltraRAM存储器，降低了物料清单（Bill of Material，BOM）成本。此外，该系列有多种电源选项，可在所需系统性能和最小电源范围之间实现最佳平衡。表1.2给出了Kintex UltraScale+FPGA系列器件的特性。

1.1.3 Virtex UltraScale+FPGA系列

Virtex UltraScale+FPGA系列具有最高的收发器带宽、最多的DSP个数以及最高的片上和封装内存储器。此外，该系列还提供多种电源选项，可在所需要的系统性能和最小电源范围之间实现最佳的平衡。表1.3～表1.5给出了Virtex UltraScale+FPGA系列器件的特性。