Xilinx XCV400E-7BG432C

Отличный выбор! Xilinx XCV400E-7BG432C — это классический FPGA-чип из высокопроизводительной серии Virtex-E, которая в свое время задавала новые стандарты в отрасли. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

XCV400E — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства Virtex-E компании Xilinx. Серия Virtex-E, выпущенная в конце 1990-х — начале 2000-х, была построена на 0.18-микронном технологическом процессе и предлагала значительный прорыв в производительности и объеме логических ресурсов по сравнению с предыдущими поколениями.

Ключевые особенности серии:

• Высокая производительность: Идеально подходила для сложных вычислений, цифровой обработки сигналов (ЦОС) и телекоммуникаций.
• Иерархическая память: Встроенные распределенные RAM и блочная RAM (BlockRAM).
• Гибкая система тактирования: До 8 глобальных тактовых сетей.
• Программируемые линии ввода-вывода: Поддержка различных стандартов (LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL+ и др.).
• Архитектура с управлением по току (SelectI/O): Позволяла работать с различными уровнями напряжения.

Области применения (на момент выпуска): Сетевое оборудование, базовые станции, сложные прототипы систем, высокопроизводительные вычисления, военная и аэрокосмическая техника.

Расшифровка маркировки XCV400E-7BG432C

• X: Xilinx.
• CV: Серия Virtex.
• 400: Указывает на примерный логический размер (количество эквивалентных логических вентилей). В данном случае ~400 000 системных вентилей.
• E: Поколение Virtex-E (улучшенное по сравнению с оригинальным Virtex).
• -7: Скоростная grade. -7 означает самую высокую производительность в линейке Virtex-E (самая высокая частота, самое низкое время задержки).
• B: Тип корпуса. BG = Ball Grid Array (BGA), решетка шариковых выводов.
• G432: Количество выводов. 432 вывода в корпусе BGA.
• C: Диапазон рабочих температур. C = Commercial (коммерческий, 0°C до +85°C, Junction). Существует также I = Industrial (-40°C до +100°C).

Технические характеристики (XCV400E)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Логические ячейки (CLBs) | 2,744 (каждый CLB содержит 4 логических элемента (LC), т.е. ~10,976 LC) | | Эквивалентные системные вентили | ~400,000 | | Макс. пользовательские I/O | До 284 (зависит от корпуса и конфигурации) | | Встроенная RAM (Block RAM) | 131,072 бит (16K x 8) — 32 блока по 4K бит каждый | | Распределенная RAM (Distributed RAM) | 65,536 бит | | Частота внутренней работы | До 200+ МГц (зависит от дизайна, grade -7 — самый быстрый) | | Программируемые триггеры | ~19,200 | | Уровни напряжения | Ядро: 1.8В, Ввод-вывод: 3.3В (с поддержкой смешанных стандартов 2.5В, 1.8В и др.) | | Техпроцесс | 0.18 мкм | | Конфигурация | Через JTAG, SelectMAP, Serial PROM (например, Xilinx Platform Flash) | | Корпус (для BG432) | 432-контактный BGA (Ball Grid Array), шаг 1.0 мм |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Прямые аналоги по логике и корпусу (различаются speed grade и температурным диапазоном):

• XCV400E-6BG432C — более медленная версия (grade -6).
• XCV400E-8BG432C — более медленная версия (grade -8).
• XCV400E-7BG432I — промышленный температурный диапазон (-40°C to +100°C).
• XCV400E-6BG432I — промышленный, grade -6.

2. Совместимые модели в том же корпусе (BG432) — для апгрейда/замены:

• XCV600E-7BG432C/I — Более крупная модель (~600K вентилей). Важно: Проверять pin-to-pin совместимость! Не все выводы могут быть совместимы, хотя корпус одинаковый. Необходимо изучать документацию по миграции (Migration Pinout Files) от Xilinx.
• XCV2000E-7BG432C/I — Значительно более крупная модель. Требует тщательной проверки совместимости выводов и питания.

3. Модели из той же серии (Virtex-E) с другим количеством выводов (для переразводки платы):

• XCV400E-7HQ240C — Корпус HQ240 (QFP, 240 выводов).
• XCV400E-7FG456C — Корпус FG456 (Fine-Pitch BGA, 456 выводов, больше I/O).
• XCV400E-7BG560C — Корпус BG560 (BGA, 560 выводов, максимум I/O).

4. Модели из предыдущего/следующего поколения (требуют серьезных изменений в плате и дизайне):

• Предшественник: XCV400-... (оригинальная серия Virtex, ядро 2.5В). Не является прямой заменой из-за другого напряжения ядра.
• Преемник: XCV400-4VFX12C и др. из серии Virtex-II. Имеют радикально другую архитектуру, напряжение ядра 1.5В, другой набор IP. Требует полного перепроектирования платы и переноса кода.

Важные примечания для разработчиков

1. Устаревшее изделие (Not Recommended for New Designs - NRND): Xilinx (ныне AMD) уже много лет как сняла эту серию с производства. Приобретение возможно только на вторичном рынке (б/у, снятые с производства запасы).
2. Инструменты проектирования: Для работы требуется старая версия ISE Foundation (вероятно, 10.1 или старше). Современные Vivado не поддерживают серию Virtex-E.
3. Конфигурационная память: Необходимо использовать совместимые PROM (например, XCFxxS) или загружать через JTAG.
4. Перед заменой любой модели обязательно сверяйтесь с официальными даташитами и руководствами по миграции (Migration Pinout Files) от Xilinx, особенно по распределению выводов, цепям питания и заземления.

Рекомендуемые документы для поиска (доступны на сайте AMD/Xilinx):

• DS022 (v2.3) Datasheet: Virtex-E 1.8 V Field Programmable Gate Arrays
• DS031 (v1.9) User Guide: Virtex-E FPGA Series
• Migration Pinout Files for Virtex-E Devices