Xilinx XC4005-5PC84C — Описание и характеристики

Общее описание

XC4005-5PC84C — это FPGA (Field Programmable Gate Array) из семейства Xilinx XC4000E/EX (линейка XC4000). Микросхема предназначена для реализации цифровой логики произвольной сложности и широко применялась в 1990-х — начале 2000-х годов в телекоммуникационном оборудовании, промышленной автоматике, системах обработки сигналов и встраиваемых решениях.

Расшифровка маркировки:

• XC4005 — модель (примерно 5 000 логических вентилей, порядка 400 триггеров/ячеек)
• -5 — класс быстродействия (speed grade), 5 = типовой/средний
• PC84 — тип корпуса: PLCC-84 (Plastic Leaded Chip Carrier, 84 вывода)
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C)

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Xilinx XC4000 (XC4005) | | Технология | КМОП, SRAM-конфигурируемая | | Эквивалентных логических вентилей | ~5 000 | | CLB (Configurable Logic Blocks) | 196 (матрица 14×14) | | Триггеров (Flip-Flop) | 616 | | Логических входов | до 4 000+ | | Блоков ввода/вывода (IOB) | 61 | | Выводов пользователя (max I/O) | 61 | | Внутренняя RAM | 6 272 бит (по 32 бита × 196 CLB или 64 × 96 F-триггеров) | | Тактовая частота (макс.) | до ~60–80 МГц (зависит от дизайна) | | Задержка логической ячейки | ~ нс (speed grade -5) | | Напряжение питания ядра | 5 В ± 5 % | | Напряжение I/O | 5 В TTL/CMOS-совместимые | | Температурный диапазон | 0…+70 °C (коммерческий) | | Тип корпуса | PLCC-84 (PC84) | | Количество выводов | 84 | | Конфигурация | Загрузка из внешней PROM/контроллера (последовательный или параллельный Slave/SelectMAP/Master) |

Внутренние ресурсы (структура)

• CLB — 196 блоков, каждый содержит два 4-входовых функциональных генератора (Function Generator), триггеры, логику ускоренного переноса.
• IOB — блоки ввода/вывода, программируемые на вход/выход/двунаправленные, с отдельными триггерами.
• 3-state buffers и внутренние подключения реализованы на программируемой коммутационной матрице.
• Поддержка встроенной RAM с двумя портами чтения и синхронной записью.

Парт-номера (ordering part numbers)

Форматы заказа Xilinx XC4005 различны по модели и корпусу. Для XC4005-5PC84C возможны следующие варианты:

| Part Number | Описание | |---|---| | XC4005-5PC84C | базовая версия, 5-я скорость, PLCC-84, коммерческий диапазон | | XC4005-5PC84I | то же, индустриальный диапазон (−40…+85 °C) | | XC4005-4PC84C | пониженное быстродействие (speed grade 4) | | XC4005-6PC84C | повышенное быстродействие (speed grade 6) | | XC4005-5PQ160C | корпус PQFP-160 | | XC4005-5TQ144C | корпус TQFP-144 | | XC4005E-5PC84C | версия E с улучшенной электрикой/однотактным I/O | | XC4005E-5PQ160C | ревизия E, PQFP-160 | | XC4005XL-5PC84C | low-voltage/низкопотребляющая ревизия |

Перемаркировка и градация:

• последняя цифра перед буквой кода корпуса = speed grade (4/5/6);
• суффикс корпуса указывает на геометрию (PC84 = PLCC-84, PQ160, TQ144, BG225 и т.д.);
• буква диапазона: C (commercial 0…+70), I (industrial −40…+85), M (military −55…+125).

Совместимые (функционально эквивалентные/взаимозаменяемые) модели

Ниже — компоненты Xilinx с высокой степенью совместимости архитектур (по пинам и ресурсам в рамках семейства XC4000):

• XC4003 / XC4003E — меньший по логике, совместим по ЭДУ/конфигурации («brother» в некоторых корпусах отличен).
• XC4005 (все вариации) — XC4005-4PC84C, XC4005-6PC84C, XC4005E-… (ревизия E с теми же пинами и расширенными порогами I/O).
• XC4006 — расширённый ресурс, ближе по CLB и пинам к более крупным версиям, но конфигурационный поток и Softwar-структура совместимы.
• XC4008, XC4010, XC4013, XC4025 — FPGA того же семейства, разные ресурсы. Не прямой пин-совместимый аналог, но об отношении IDE/drivere.
• Аналогичные low-cost: не имеет прямых pin-to-pin кроссовендеров, кроме FPGA самой Xilinx XC3000/XC4000 преимущественно.
• В более поздних решениях может быть сконфигурирован из serial PROM: серия XC1700 и применение внешней память XC17S05.

Наиболее близкий «совместимый брат»

XC4005E-5PC84C и любой XC4005-tSPPD-5PC84C из ленты — это, прежде всего, полные аппаратные совпадения при соблюдении скорости. С разными speed grade (‑4/‑6) микросхема остаётся конфигурируемой в большинстве проектов, если частота позволяет.

Применение

• Шинные интерфейсы, ASIC-прототипы
• Контроллеры периферии, глюе-логика
• Базовые решения жёсткой логики до изобретения встроенных ARM/BLOCK RAM
• Обучение и лаборатории HDL (из этой серии традиционно идут платы «старых» Уцин)

Если необходимо, могу расширить статьи по board-level реренд, pinout диаграмме PLCC-84 (расположение VCC/GND и IOB) либо предоставить VHDL/Verilog пример мигающего светодиода про элемента стенд — пиши желаемое.