Xilinx XCV300-6BG432C

Отличный выбор! Xilinx XCV300-6BG432C — это классическая FPGA из знаменитого семейства Virtex, которое произвело революцию в отрасли в конце 1990-х — начале 2000-х годов.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

XCV300-6BG432C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из первого поколения семейства Xilinx Virtex. Она была разработана для высокопроизводительных и сложных логических применений, заменив устаревшее семейство XC4000. Ключевыми инновациями были глубокие иерархические ресурсы памяти, до 4 глобальных тактовых сетей и гибкая архитектура ввода-вывода.

• XCV300: Обозначает семейство (Virtex) и логическую емкость (~300 тысяч системных вентилей).
• -6: Обозначает скоростную категорию. Чем меньше число, тем быстрее устройство (в данном случае -6 — это самый быстрый вариант для этой серии).
• BG432: Тип корпуса. BGA (Ball Grid Array) с 432 выводами.
• C: Диапазон рабочих температур. C = Commercial (0°C до +85°C, junction temperature). Существовали также I (Industrial, -40°C до +100°C) и M (Military).

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx Virtex (Первое поколение: Virtex, Virtex-E, Virtex-EM) | | Логическая емкость | ~300,000 системных вентилей (System Gates).
• Конфигурируемых логических блоков (CLB): 1,536
• Логических ячеек (LC): 3,072
• Эквивалент Logic Elements (LE) Altera: ~3,500 — 4,000 | | Внутренняя память (Block RAM) | 128 Кбит (32 блока по 4 Кбит каждый, организованы как 512 x 8 бит или 256 x 16 бит). | | Тактовые ресурсы | 4 глобальные тактовые сети (Global Clock Buffers).
До 8 вторичных тактовых/управляющих сетей на каждый столбец CLB. | | Производительность | Внутренняя частота: Для категории -6 максимальная частота переключения триггеров может достигать 200-250 МГц в оптимальных условиях.
Ввод-вывод (I/O): Поддержка интерфейсов до 200 МГц (например, PCI 33 МГц, SDRAM). | | Напряжения питания | Ядро (Vccint): 2.5 В
Ввод-вывод (Vcco): 3.3 В (программируемые банки I/O могут поддерживать и другие стандарты: LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL, AGP, HSTL, SSTL). | | Техпроцесс | 0.22 мкм (220 нм) или 0.18 мкм, 5-уровневая металлизация. | | Конфигурация | Последовательная (Master/Slave Serial, JTAG), SelectMAP (параллельный 8-битный интерфейс). Конфигурация хранится во внешней ПЗУ (PROM). | | Горячая замена (Hot Swap) | Поддерживается. | | Корпус | BG432 — пластиковый корпус BGA с шагом шариков 1.27 мм. |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Номенклатура Xilinx формируется по шаблону: XCV300-S-BG432C

• XCV300: Базовая часть номера.
• S: Скоростная категория. Для XCV300 существовали: -4 (самый медленный), -5, -6 (самый быстрый).
• BG432: Корпус. Альтернативные корпуса для этой емкости: HQ240 (QFP), FG456 (BGA Fine-Pitch).
• C: Температурный диапазон: C (Commercial), I (Industrial).

Примеры других парт-номеров для XCV300:

• XCV300-4HQ240C (более медленный, корпус QFP 240-pin)
• XCV300-5FG456I (средняя скорость, корпус Fine-Pitch BGA, промышленный диапазон)
• XCV300-6BG432I (аналогичен вашему, но Industrial)

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства Virtex (Прямая совместимость по конфигурации и частично по выводам)

• Более младшие по емкости: XCV50, XCV100, XCV150, XCV200. Могут быть pin-to-pin совместимы в том же корпусе (BG432), если использовался миграционный дизайн, но имеют меньше ресурсов.
• Более старшие по емкости в 1-м поколении: XCV400, XCV600, XCV800, XCV1000. Совместимы по архитектуре и инструментам, но имеют разные корпуса и больше ресурсов.
• Последующие поколения (Требуют перепроектирования и новой разводки платы):
  • Virtex-E (XCV300E): Улучшенная версия (больше Block RAM, 1.8В ядро). Не совместим по питанию и выводам.
  • Virtex-II, Virtex-II Pro, Virtex-4/5/6/7: Совершенно другие архитектуры, техпроцессы, напряжения питания и корпуса. Совместимы только на уровне функциональности дизайна после переноса кода (RTL).

2. Альтернативы от конкурентов (того же периода, ~1999-2002 гг.)

• Altera (ныне Intel FPGA):
  • APEX 20KE: Устройства серии EP20K300E были основными конкурентами. Имели встроенную память и более продвинутую архитектуру.
  • FLEX 10KE: EPF10K300E — аналог по емкости, но на основе Look-Up Table (LUT) архитектуры.
• Lattice Semiconductor: ispLSI 5000VE или ORCA (от Lucent) — менее прямые конкуренты в этом сегменте.

3. Важное замечание о совместимости

• Программное обеспечение: Для разработки под XCV300 необходима старая версия Xilinx ISE (версии 4.x, 5.x, 6.x, 7.x). Современные Vivado не поддерживают семейство Virtex 1-го поколения.
• Аппаратная совместимость: Замена на устройство другой емкости (например, XCV200 или XCV400) в корпусе BG432 возможна только если оригинальный дизайн был создан с учетом миграции вверх/вниз (использовались специальные ограничения на размещение выводов). В общем случае — не взаимозаменяемы.
• Поставки: Устройства семейства Virtex 1-го поколения сняты с производства много лет назад. Доступны только на вторичном рынке (б/у, снятые с производства, новые остатки).

Области применения (в свое время и сейчас)

• Исторически: Сетевые коммутаторы и маршрутизаторы, телекоммуникационное оборудование, промышленные контроллеры, системы обработки видео и изображений, прототипирование ASIC.
• В настоящее время: В основном используется для поддержки устаревшего (legacy) оборудования, которое все еще работает в промышленности, телекоме, оборонном секторе. Разработка новых проектов на этой платформе не рекомендуется из-за отсутствия новых кристаллов, устаревшего ПО и низкой энергоэффективности по сравнению с современными FPGA.

Резюме: XCV300-6BG432C — это мощная для своего времени FPGA, представляющая историческую и практическую ценность для поддержки старых систем. Для новых проектов следует рассматривать современные семейства Xilinx (Artix-7, Kintex-7 и выше) или аналоги от других производителей.