Xilinx XCV200E-7FGG256C

Отличный выбор! Xilinx XCV200E-7FGG256C — это классический и хорошо зарекомендовавший себя FPGA чип из семейства Virtex-E, которое стало важным этапом в развитии программируемой логики. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

XCV200E — это представитель линейки Virtex-E, первого семейства Xilinx, построенного на 0.18 мкм процессе и сфокусированного на высокой производительности, плотности и встроенных функциях ввода-вывода. Буква "E" означает расширенную версию (Extended), которая пришла на смену первоначальному Virtex и предлагала больше ресурсов и улучшенные характеристики.

Основное назначение: Прототипирование ASIC, сложные цифровые системы, высокоскоростная обработка данных и интерфейсы, телекоммуникационное оборудование (в свое время). Сегодня часто встречается в legacy-оборудовании, требующем ремонта или модернизации.

Ключевые технические характеристики (XCV200E)

• Семейство: Virtex-E
• Логическая емкость: ~200,000 системных вентилей (примерно 4,928 Logic Cells или 2,800 эквивалентных логических ячеек (CLB)).
  • Конфигурация CLB: Каждый CLB содержит 4 логических элемента (Slices), каждый Slice — две 4-входовые таблицы (LUT) и два триггера.
• Внутренняя память (Block RAM): 160 Кбит (десять блоков по 16 Кбит каждый, организованных как 4K x 4 бита).
• Тактовая частота (макс.): Внутренняя частота может превышать 200 МГц (зависит от дизайна). Выводные интерфейсы — до ~150-200 МГц.
• Программируемые триггеры: ~5,600 (по два на срез).
• Ввод/Вывод (I/O):
  • Технология ввода-вывода: Поддержка множества стандартов (LVTTL, LVCMOS, PCI 33/66 МГц, GTL+, HSTL, SSTL, AGP).
  • Скорость передачи данных: До 311 Мбит/с на дифференциальную пару.
• Тактовая система: 4 глобальные тактовые сети + 24 вторичные линии задержки.
• Арифметические функции: Встроенные быстрые переносные цепи для эффективной реализации сумматоров, счетчиков, компараторов.
• Встроенные ядра: 8 Dedicated Multipliers (18-битных x 18-битных) для DSP-операций.
• Управление питанием: Ядро 1.8В, ввод-вывод 3.3В (с поддержкой 2.5В для некоторых стандартов).

Расшифровка маркировки XCV200E-7FGG256C

• XCV: Серия Virtex.
• 200: Индекс модели, указывающий на примерный размер (~200K вентилей).
• E: Расширенное семейство (Enhanced).
• -7: Скоростной сорт. "-7" — самый быстрый в линейке Virtex-E. Меньше число -> выше производительность.
• F: Тип корпуса. "F" = Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA).
• GG: Материал и тип корпуса. "GG" означает безгалогенный, бессвинцовый (RoHS-совместимый) корпус Flip-Chip BGA.
• 256: Количество выводов. 256-контактный корпус.
• C: Диапазон рабочей температуры. "C" = Commercial (0°C до +85°C). "I" = Industrial (-40°C до +100°C), "M" = Military.

Парт-номера (альтернативные варианты)

Парт-номер формируется из комбинации характеристик. Вот основные варианты для чипа XCV200E:

1. XCV200E-6FG256C: Более медленная скоростная категория (-6), стандартный корпус (не RoHS).
2. XCV200E-7FG256I: Быстрая версия (-7), промышленный температурный диапазон (I).
3. XCV200E-6FGG256C: Аналог -6FGG256C (более медленный, RoHS).
4. XCV200E-8FG256C: Самая медленная версия (-8).

Важно: Наиболее критичны различия по скоростному сорту (-6, -7, -8) и температурному диапазону (C, I). Корпуса "FG" (со свинцом) и "FGG" (бессвинцовый, RoHS) могут быть взаимозаменяемы с точки зрения функциональности, но требуют разных профилей пайки.

Совместимые и альтернативные модели

Внутри семейства Virtex-E (прямая совместимость по выводам — Pin-to-Pin):

• XCV100E-7FGG256C: Меньшая емкость (~100K вентилей). Важно: Совместимость по выводам в пределах одного семейства и корпуса часто, но не всегда, соблюдается. Необходимо проверять datasheet и файлы конфигурации выводов (Pinout files) для конкретного корпуса FG(FGG)256.
• XCV150E-7FGG256C: Средняя емкость (~150K вентилей). Наиболее вероятный кандидат на прямую замену с минимальными изменениями в проекте.
• XCV300E-7FGG256C: Большая емкость (~300K вентилей). Может иметь совместимую распиновку в том же корпусе, что позволяет апгрейду без переразводки платы.

Последующие поколения (Требуют перепроектирования платы и кода):

• Virtex-II / Virtex-II Pro (например, XC2VP7): Следующее поколение, с улучшенной архитектурой, встроенными процессорными ядрами (PowerPC в Pro), и большим объемом памяти.
• Virtex-4 / Virtex-5: Более современные семейства с блочной архитектурой (ASMBL), встроенными GTP/GTX трансиверами, мощными DSP-блоками.
• Spartan-3E (например, XC3S500E): Для менее требовательных задач может рассматриваться как функциональная замена на более современной платформе, но требует полного перепроектирования.

Совместимые ПЛИС от Altera (Альтернатива, требует полного перепроектирования):

• APEX 20KE (EP20K200E): Прямой конкурент того же поколения и класса.
• Cyclone / Cyclone II (EP2C20): Более поздние семейства, ориентированные на стоимость.
• Stratix (EP1S20): Высокопроизводительное семейство, аналог Virtex-II/Pro.

Инструменты разработки (Software)

Для работы с XCV200E необходима устаревшая версия ПО Xilinx ISE (Integrated Software Environment). Рекомендуемая версия — ISE 10.1 или более ранние. Современные Vivado не поддерживают семейство Virtex-E.

Итог: Xilinx XCV200E-7FGG256C — это мощная для своего времени FPGA, которая до сих пор может использоваться в поддержке старых систем. При поиске замены или аналога в первую очередь стоит смотреть на другие модели в корпусе FGG256 в том же семействе Virtex-E (XCV150E, XCV300E), проверяя таблицы распиновки. Для новых разработок целесообразно рассматривать более современные семейства, такие как Spartan-6/7 или даже базовые модели Kintex/Artix-7.