Xilinx XC3S50AN-4TQG144I — описание и характеристики

Общее описание

XC3S50AN-4TQG144I — это FPGA (ПЛИС) из семейства Spartan-3AN компании Xilinx (ныне AMD). Семейство Spartan-3AN представляет собой升级 версию Spartan-3A с интегрированной flash-памятью, что позволяет использовать одну микросхему для конфигурации без внешней памяти. Микросхема ориентирована на недорогие массовые приложения: промышленная автоматика, встраиваемые системы, связь, автомобильная электроника.

• Логических ячеек (Logic Cells): 50 000 (~1 584 слайса)
• Встроенная конфигурационная flash: 4 Мбит
• Корпус: TQG144 (Thin Quad Flat Pack, 144 вывода, 20×20 мм, шаг 0.5 мм)
• Температурный диапазон: Industrial (-40…+100 °C)
• Speed grade: -4

Технические характеристики

Логика и память

| Параметр | Значение | |---|---| | System Gates | 50 000 | | Logic Cells (LC) | 50 000 | | Slices | 1 584 | | Configurable Logic Blocks (CLB) | 704 | | Блоков умножителей (18×18) | 4 (можно объединять в 36×36) | | Distributed RAM | 32 Kbit | | Block RAM | 54 Kbit (3 блока × 18 Kbit) | | Встроенная Flash-память | 4 Mbit (конфигурация + пользовательские данные) | | Digital Clock Manager (DCM) | 4 |

I/O и интерфейсы

| Параметр | Значение | |---|---| | Максимум пользовательских I/O | 108 | | Банков I/O | 16 | | Поддерживаемые стандарты I/O | LVCMOS, LVTTL, PCI, SSTL, HSTL, LVDS, RSDS и др. | | Напряжение ядра (Vccint) | 1.2 В ±5% | | Напряжение I/O (VCCO) | 3.3 / 2.5 / 1.8 В (зависит от банка) | | Выводов, задающих старшую часть конфигурации (Configurable pins) | до 8 (специфично для спецприменений) |

Конфигурация

• Встроенная SPI/flash: x1, x2, x4 режимы
• Дополнительно возможно: JTAG, Master Serial/Parallel, Slave Serial/Parallel
• JTAG (IEEE 1149.1)

Корпус / температурные параметры

| Параметр | Значение | |---|---| | Корпус | 144-pin TQFP (TQG144) | | Размер | 20×20 мм | | Шаг | 0.5 мм | | Температура | Industrial (-40…+100 °C junction) |

Электрические характеристики

• Источники питания: Vccint (1.2 В), Vcco (3.3/2.5/1.8), Vccaux (2.5 В)
• Потребление: от десятков мА (в простое) до ~500 мА (в работе), сильно зависит от проекта
• Встроенный Power-On-Reset и Standby-детектор
• Вариации: встроенный LVDS-мультиплекс

Расшифровка парт-номера

XC3S50AN-4TQG144I

| Часть | Значение | |---|---| | XC | Xilinx Commercial | | 3S | Spartan-3 | | 50A | 50K system gates, Spartan-3A | | N | с интегрированной Flash | | -4 | Speed grade (-4 — самая медленная из линейки, вообще Spartan-3AN имеет -4, -5) | | TQG144 | T = TQFP, Q = 144 pins, G = Pb-free, T = тонкий | | I | Industrial temperature (в коммерческих версиях — C) |

Стоит заметить в линейке маркировки:

• I — Industrial (-40…+100 °C)
• C — Commercial (0…+85 °C)
• Q — расширенный/Q-level (чаще военное назначение)

Аналоги и совместимые модели

Заменяемые Spartan-3A/3AN одной серии (тот же корпус)

|** Модель**| Логических ячеек | Отличие | |---|---|---| | XC3S50AN-4TQG144C | 50 000 | Commercial | | XC3S50AN-4TQG144IS | 50 000 | расширенные параметры надёжности (в отдельных datasheet) | | XC3S50AN-5TQG144I | 50 000 | быстрее (speed grade -5) | | XC3S50AN-5TQG144C| 50 000 | speed -5, промышленный/коммерческий | | XC3S50A-4TQG144I | 50 000 | без встроенной Flash серии3A, полностью pin-совместим с 3AN по корпусу | | XC3S50A-5TQG144I | 50 000 | speed -5,**без Flash |

Модели по функциональной топологии (совместимы по проекту, но могут отличаться по числу I/o)

• XC3S1400AN — больше логики в аналог. семье, тоже со встроенной flash, но другой корпус
• XC3S200AN, XC3S400AN, XC3S700AN — из того же семейства Spartan-3AN, различная логическая ёмкость
• Spartan-6 / Spartan-7 (XC6SLX…/ XC7S…) — реконструкторно похожие, но другие питание/разводка/EDA; pin-to-pin не совместимы

Не «партномер-совместимые», но архитектурно заменяемые

• XC3S400, XC3S500E (более старые, без flash, другие требования по Vccaux)
• XC3S250E (совместимые корпуса, отличный speed grade/wendor restrictions от Xilinx ISE)

Области применéния

Связь, обработка потокового видео, системы управления двигателями (PWM, QEI), устройства сбора данных, промышленные эмуляторы, ноутбуки/устройства интеграции, телекоммуниke.

Производитель FPGA части прекратил основной выпуск многих вариантов Spartan-3 (в рамках AMD/Xilinx планов, последние сроки покупки обычно ~декада+ назад, гарантийные — после завершения); ищите LT (Last Time Buy) на фурме/компоненты Xilinx Spartan-3A/AN. Abandon Xilinx Production осталось XC3S50AN на старых, не при каких обстоятельствах новые ряды.

При подготовке отмечались источники: Xilinx Datasheet «Spartan-3AN FPGA Family Data Sheet» (просмотрены): Gennum (неподключ.), розничные — портьены схлопывались; соответствие вышеприведённых ключевых features своп данных легко задокументирован; для точных заказов обращаться к маркировочным регламентам для поиска под замены у трэйдолд/marketplaces сроками в конце.