Xilinx XCV400E-7FG676I

Отличный выбор! Xilinx XCV400E-7FG676I — это классический FPGA высокой плотности из знаменитого семейства Virtex®-E, которое в свое время задавало стандарты производительности и гибкости.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Описание

Xilinx XCV400E — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства Virtex-E, построенная на 0.18-микронной технологической процессе. Модель -7 указывает на скорость (Grade 7), FG676 — на тип корпуса (Fine-Pitch Ball Grid Array с 676 выводами), а I — на промышленный температурный диапазон.

Это устройство было спроектировано для сложных, высокопроизводительных приложений, требующих большого количества логических элементов, встроенной памяти (Block RAM) и гибкой системы ввода-вывода. Его архитектура стала основой для многих последующих поколений FPGA Xilinx.

Ключевые особенности:

• Высокая логическая плотность: Позволяет реализовывать сложные цифровые алгоритмы.
• Гибкая система ввода/вывода: Поддержка различных стандартов напряжения.
• Встроенная распределенная и блочная память: Эффективная реализация буферов, FIFO, локальной памяти.
• Иерархическая система маршрутизации: Обеспечивает предсказуемую производительность и время выполнения.
• Архитектура, ориентированная на ЦОС и протоколы связи: Благодаря встроенным высокоскоростным умножителям.

Технические характеристики

| Параметр | Значение для XCV400E | Комментарий | | :--- | :--- | :--- | | Семейство | Virtex®-E | | | Логические ячейки (CLB) | 10,940 | Каждый CLB содержит 4 логических элемента (LC). | | Эквивалентные вентили | ~400,000 | Ориентировочная оценка. | | Конфигурационные логические блоки (CLB) | 2,720 | Основные строительные блоки логики. | | Количество триггеров (Flip-Flops) | 30,592 | | | Блочная RAM (Block RAM) | 160 Кбит | Организована в 40 блоков по 4 Кбит каждый. | | Распределенная RAM (Distributed RAM) | 80 Кбит | Реализуется на ресурсах LUT. | | Dedicated Multipliers | Нет | В первом Virtex-E умножители реализовывались в логике. В Virtex-E Extended (Ex) уже были аппаратные умножители. | | Макс. пользовательских I/O | 389 (для корпуса FG676) | Зависит от корпуса и конфигурации. | | Напряжение ядра (Vccint) | 1.8V | | | Напряжение портов ввода/вывода (Vcco)| 3.3V, 2.5V, 1.8V (программируемое) | Поддержка смешанных напряжений в банках. | | Скоростной сорт (Speed Grade) | -7 (средняя производительность) | Были также сорта -6 (медленнее), -8 (быстрее). | | Температурный диапазон | I (Industrial): -40°C до +100°C (Tj) | | | Корпус | FG676 (676-контактный Fine-Pitch BGA, шаг 1.0 мм) | Требует сложной печатной платы. | | Техпроцесс | 0.18 мкм | |

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основная часть номера фиксирована: XCV400E. Меняются суффиксы, обозначающие характеристики:

XCV400E - [Speed Grade] [Package] [Temperature Range]

1. Скоростной сорт (Speed Grade):

   • -6 — Медленный
   • -7 — Стандартный (как в вашем случае)
   • -8 — Быстрый

2. Корпус (Package):

   • FG676 — 676-контактный BGA (ваш вариант)
   • BG560 — 560-контактный BGA
   • BG432 — 432-контактный BGA
   • HQ240 — 240-контактный PQFP (для прототипирования)

3. Температурный диапазон:

   • C — Commercial (0°C to +85°C)
   • I — Industrial (-40°C to +100°C) (ваш вариант)
   • M — Military (-55°C to +125°C) — редкость для Virtex-E.

Примеры других парт-номеров этого кристалла:

• XCV400E-6BG432C — для коммерческого применения, в корпусе поменьше.
• XCV400E-8FG676I — промышленная версия с максимальной скоростью.

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства Virtex-E (Прямая совместимость по выводам — Pin-to-Pin)

Совместимость по выводам достигается только в рамках одного и того же корпуса (FG676). Это означает, что вы можете заменить свою FPGA на другую с большим или меньшим количеством ресурсов, не переразводя плату, но требуется перепрошивка конфигурации.

• Меньшая емкость: XCV200E, XCV260E в корпусе FG676. Дешевле, но логики меньше.
• Большая емкость: XCV600E, XCV1000E, XCV1600E, XCV2000E в корпусе FG676. Дают больше ресурсов на той же плате.

2. Последующие поколения (Функциональная/Архитектурная совместимость)

Эти модели НЕ являются совместимыми по выводам, но представляют собой эволюционное развитие. Для перехода на них требуется новая плата, но опыт проектирования и часть кода (на VHDL/Verilog) могут быть перенесены.

• Virtex-E Extended (Virtex-Ex): Добавлены аппаратные умножители 18x18 (например, XCV400E-Ex).
• Virtex-II: Следующее поколение (0.15/0.13 мкм), архитектура с улучшенной маршрутизацией, больше Block RAM, встроенные умножители и декламаторы. Например, XC2V4000.
• Virtex-II Pro: Добавлены встроенные процессорные ядра PowerPC и высокоскоростные трансиверы.
• Spartan-3E (для менее сложных задач): Если проект не использует все ресурсы XCV400E, более современный и дешевый Spartan-3E XC3S1600E может быть логичной альтернативой по плотности, но с другими характеристиками I/O и питанием.

3. Совместимость по инструментам (Software)

• Современные инструменты: Последние версии Vivado Design Suite НЕ поддерживают старые семейства Virtex-E.
• Необходимое ПО: Для работы с XCV400E требуется ISE Foundation версии 10.1 или более ранней (рекомендуется 9.1/10.1). Это ПО доступно для бесплатной загрузки на сайте Xilinx (но требует регистрации и может работать только на Windows XP/7 или в виртуальной машине).
• Аппаратные программаторы: Поддерживаются программаторы Platform Cable USB, Xilinx Parallel Cable III/IV (через параллельный порт) и другие, совместимые с JTAG.

Важное примечание:

Устройства семейства Virtex-E сняты с производства (EOL) много лет назад. Новые чипы можно найти только на вторичном рынке (у дистрибьюторов перекупленных компонентов). При покупке необходимо быть внимательным к рискам (брак, подделки, бывшие в употреблении). Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать современные семейства, такие как Artix-7, Kintex-7 или Spartan-7, которые поддерживаются актуальными инструментами Vivado.