Xilinx XC2S100 — FPGA семейства Spartan-II

Общее описание

XC2S100 — программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства Spartan-II компании Xilinx (ныне AMD). Семейство было представлено в 2000 году как недорогое решение для массовых приложений, сохраняя архитектуру, близкую к Virtex-E. Микросхема изготавливается по КМОП-техпроцессу 0.18 мкм с медными соединениями и питанием ядра 2.5 В.

Spartan-II позиционировалось для применений: промышленная автоматизация, телекоммуникации, потребительская электроника, системы DSP, встраиваемые контроллеры, связные устройства, видеотехника.

Технические характеристики XC2S100

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Spartan-II | | Системных вентилей | 100 000 | | Конфигурируемых логических блоков (CLB) | 600 (массив 20×30) | | Логических ячеек (LC) | 2 700 | | Суммарные триггеры (FF) | до 2 700 | | Распределённая RAM | 38 400 бит | | Блочная RAM (Block RAM) | 10 блоков × 4 Кбит = 40 Кбит | | Множители (Multipliers) | нет | | Блоки DLL | 4 | | Максимум пользовательских I/O | 196 | | Напряжение ядра (VCCINT) | 2.5 В | | Напряжение I/O (VCCO) | 3.3 В / 2.5 В / 1.8 В / 1.5 В | | Стандарты I/O | LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL, GTL+, HSTL, SSTL3, SSTL2, LVDS, LVPECL, BLVDS | | Конфигурационная память | SRAM (внешняя) | | Конфигурационные режимы | Master Serial, Slave Serial, JTAG, SelectMAP | | JTAG | Boundary-Scan IEEE 1149.1 | | Корпуса | VQ100, TQ144, PQ208, FT256, FG256, BG256 и др. |

Парт-номера (part numbers)

Формат: XC2S100-<speed>-<package><temp>

Скоростные грейды:

• -5 (самый быстрый)
• -6 (стандартный)

Температурные диапазоны:

• C — Commercial (0…+85 °C)
• I — Industrial (−40…+100 °C)

Типовые парт-номера XC2S100:

| Part Number | Корпус | Speed | Temp | |---|---|---|---| | XC2S100-5TQ144C | TQ144 (TQFP) | -5 | C | | XC2S100-5TQ144I | TQ144 | -5 | I | | XC2S100-6TQ144C | TQ144 | -6 | C | | XC2S100-5PQ208C | PQ208 (PQFP) | -5 | C | | XC2S100-6PQ208C | PQ208 | -6 | C | | XC2S100-6PQ208I | PQ208 | -6 | I | | XC2S100-5FT256C | FT256 (FBGA) | -5 | C | | XC2S100-5FGG256C | FG(G)256 | -5 | C | | XC2S100-6FG256I | FG256 | -6 | I | | XC2S100-5VQ100C | VQ100 (VQFP) | -5 | C | | XC2S100-5BG256C | BG256 (BGA) | -5 | C | | XC2S100-6BG256I | BG256 | -6 | I |

Полный перечень включает десятки комбинаций корпус × скорость × температура, а также расширенные грейды и индустриальные версии.

Совместимые / родственные модели

Внутри семейства Spartan-II (единая архитектура, разный объём логики, часто pin-to-pin переносимые):

• XC2S15 (15K вентилей)
• XC2S30
• XC2S50
• XC2S100 ← рассматриваемая
• XC2S150
• XC2S200 (самый крупный в семействе)

Все микросхемы Spartan-II совместимы на уровне конфигурационных файлов в рамках одного семейства и часто pin-to-pin совместимы в однотипных корпусах.

Близкие родственные семейства:

• Spartan-IIE — логический апгрейд с увеличенной Block RAM, выше XC2S100 соответствует XC2S100E.
• Virtex / Virtex-E — «старшие» FPGA с архитектурным родством CLB.

Средства разработки:

• ISE Design Suite (последние версии — ISE 14.7)
• WebPACK (бесплатная версия)
• Существуют конфигурационные ПЗУ семейства XCFxxS (Platform Flash)

Совместимое по уровням I/O и питанию — 3.3 В, что позволяет сопрягать с популярной периферией того времени (SDRAM, A/D конвертеры, PCI).

Примечания

• Микросхема устарела и официально снята с производства; AMD рекомендует миграцию на Spartan-6 / Spartan-7 или Artix.
• Хранение конфигурации — SRAM, поэтому требуется внешняя конфигурационная микросхема (XCF01S, XCF02S) либо процессор с загрузкой по JTAG/SelectMAP.
• Все значения параметров следует уточнять по актуальному на момент использования дата-шите DS001 (Spartan-II 2.5V FPGA Family: Complete Data Sheet).

Если нужно, могу составить таблицу freemax, привести цоколёвку конкретного корпуса или подобрать pin-to-pin замену.