Xilinx XC4062XLA-09BG432C

Отличный выбор! Xilinx XC4062XLA-09BG432C — это классический представитель высокопроизводительного семейства FPGA XC4000XLA компании Xilinx, которое было флагманским в середине-конце 1990-х годов.

Общее описание

XC4062XLA — это программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), созданная по 0.35-микронной (350 нм) технологии с использованием 5-уровневой металлизации. Модель "XLA" обозначает расширенную линейку (eXtended Line Architecture), которая отличалась повышенной производительностью, большим количеством ресурсов ввода-вывода и улучшенными характеристиками по сравнению с базовой серией XC4000E.

Ключевая особенность архитектуры XC4000 — матричная структура конфигурируемых логических блоков (CLB), окруженных программируемой системой межсоединений и блоками ввода-вывода (IOB). Эта FPGA была ориентирована на сложные высокопроизводительные применения: телекоммуникации, сложная цифровая обработка сигналов, прототипирование ASIC, высокоскоростной контроль и управление.

Корпус: BG432 — это керамический корпус с шариковой решеткой (Ball Grid Array) с 432 выводами. Керамика (в отличие от пластика) часто использовалась для требовательных применений с расширенным температурным диапазоном или повышенной надежностью.

Скорость: Суффикс -09 указывает на скоростной сорт. В данном случае это максимальная задержка на комбинационный путь внутри CLB, равная примерно 9 нс (номинальное значение для определенных условий). Чем меньше число, тем быстрее чип.

Технические характеристики (основные)

• Семейство: Xilinx XC4000XLA
• Логическая емкость: Эквивалент ~62,000 системных вентилей (по методике Xilinx того времени). По современным меркам — это небольшая FPGA.
• Конфигурируемые логические блоки (CLB): 2304 CLB.
  • Каждый CLB содержит два 4-входовых LUT (таблицы перекодировки) для реализации комбинационной логики, два триггера и логику переноса.
• Триггеры: ~4,600 (по 2 на CLB).
• Блоки ввода/вывода (IOB): 384 программируемых пользователем линий ввода-вывода (используется не все в корпусе BG432).
  • Поддержка различных стандартов напряжения (3.3В и 5В) и типов выходных буферов (TTL, CMOS).
• Распределенная RAM: Каждый LUT может быть сконфигурирован как статическая RAM 16x1 или 32x1 (в зависимости от режима). Общий объем распределенной RAM — до 32 Кбит.
• Тактовая частота: Максимальная внутренняя частота может достигать 80-100 МГц для синхронных дизайнов, в зависимости от сложности и маршрутизации. Частота интерфейсов ввода-вывода обычно ниже.
• Архитектура межсоединений: Иерархическая (длинные линии, прямые соединения, общие линии) с высокой степенью связности.
• Напряжение питания:
  • Vccint (ядро): 3.3 В
  • Vccio (порты ввода/вывода): 3.3В или 5В (программируемо для каждого банка).
• Техпроцесс: 0.35 мкм (350 нм), 5-уровневая металлизация.
• Температурный диапазон: "C" в конце партномера указывает на коммерческий диапазон (0°C до +70°C). Существовали также индустриальные ("I") и военные ("M") варианты.
• Конфигурация: Загрузка конфигурации из внешней PROM (серия XC17xx) или от микропроцессора через последовательный (SelectMAP) или параллельный интерфейс. Конфигурация не является энергонезависимой — при отключении питания битстрим теряется.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Парт-номер строится по схеме: XC4062 {Вариант} - {Скорость} {Корпус} {Температурный диапазон}

Основные варианты для XC4062:

• XC4062XL — базовая модель серии XL.
• XC4062XLA — модель с расширенными характеристиками (больше IOB, лучше производительность). Именно ваш вариант.
• XC4062XV — вариант с пониженным энергопотреблением (3.3В ядро, 3.3В I/O).

Скоростные сорта (меньше = быстрее):

• -09 (стандартная высокая скорость)
• -08 (более быстрая)
• -10 / -12 (более медленные, бюджетные)

Корпуса (основные):

• HQ304 — 304-выводный CQFP (керамический квадруплексный).
• BG432 — 432-выводный CBGA (керамический BGA) — ваш корпус.
• PG299 — 299-выводный PGA (керамическая решетка выводов).

Температурный диапазон:

• C — Commercial (0°C to +70°C)
• I — Industrial (-40°C to +85°C)
• M — Military (-55°C to +125°C)

Примеры других парт-номеров в этой линейке:

• XC4062XLA-08HQ304C
• XC4062XL-09PG299I
• XC4062XV-10BG432C

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства XC4000XLA/XV (прямая совместимость по выводам и архитектуре):

• Модели с меньшей емкостью: XC4044XLA, XC4052XLA, XC4028XLA, XC4020XLA. Замена на чип меньшей емкости возможна только если ваш дизайн физически в него помещается и совпадает распиновка (pinout) конкретного корпуса.
• Модели с большей емкостью: XC4085XLA, XC40125XV. Требуют переразводки платы и проверки распиновки.

2. Последующие поколения Xilinx (требуют полного перепроектирования и новой платы):

• Spartan/ Spartan-XL (первое поколение): Более дешевые, менее производительные аналоги. Не являются прямой заменой.
• Virtex (первое поколение, например, XCV300): Следующее флагманское семейство после XC4000. Значительно более высокая производительность, больше ресурсов, встроенные блоки RAM. Полный редизайн.
• Современные аналоги (условно): По логической емкости (~62K вентилей) наиболее близки были бы самые младшие модели семейств Spartan-6 (например, XC6SLX4) или Artix-7 (например, XC7A15T), но они на порядки более производительные, энергоэффективные и обладают встроенными блоками (DSP, PLL, скоростные трансиверы). Прямой замены не существует.

3. Альтернативы от других производителей (исторические):

• Altera FLEX 10K (например, EPF10K50): Основной конкурент в том сегменте и временном периоде. Имел встроенные блоки RAM (EAB).
• Actel (ныне Microchip) 54SX:
• Lattice ispLSI:

Важное замечание: XC4062XLA — устаревшая (Obsolete) модель, снятая с производства много лет назад. Новые чипы найти практически невозможно, только на вторичном рынке (б/у, снятые с плат). Для новых проектов категорически рекомендуется использовать современные семейства FPGA.