Xilinx 17S150APC

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для чипа Xilinx 17S150APC.

Общее описание

Xilinx 17S150APC — это микросхема конфигурируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) из семейства Spartan-7, выпускаемого компанией Xilinx (ныне часть AMD). Это современное, энергоэффективное и экономичное решение, предназначенное для широкого спектра применений: от промышленной автоматизации и интернета вещей (IoT) до потребительской электроники, систем видеонаблюдения и простых интерфейсных мостов.

Ключевые особенности семейства Spartan-7:

• Техпроцесс 28 нм: Обеспечивает оптимальное соотношение производительности, стоимости и энергопотребления.
• Низкое энергопотребление: Идеально для портативных и энергоограниченных устройств.
• Высокая интеграция: Включает в себя блоки DSP, высокоскоростные трансиверы, память и модули управления.
• Современные интерфейсы: Поддержка DDR3, PCIe Gen2 и других популярных стандартов.

Детальная расшифровка маркировки: 17S150APC

• 17S: Указывает на семейство Spartan-7.
• 150: Обозначает логическую емкость чипа. В данном случае это приблизительно 150K логических ячеек (точнее, 147 600 Logic Cells). Это ключевой параметр, определяющий сложность проектов, которые можно разместить на чипе.
• A: Указывает на количество контактных выводов (pin count). "A" соответствует 484 выводам.
• P: Обозначает тип корпуса. "P" — это FBGA (Fine-Pitch Ball Grid Array).
• C: Указывает на температурный диапазон. "C" соответствует коммерческому диапазону (Commercial): от 0°C до +85°C (температура окружающей среды, Tj может быть выше).

Полное наименование: Xilinx Spartan-7 FPGA, 147.6K Logic Cells, корпус FBGA-484, коммерческий температурный диапазон.

Технические характеристики (Сводные данные)

| Параметр | Характеристика | | :--- | :--- | | Семейство | Spartan-7 | | Логическая емкость | ~150K логических ячеек (147,6K LC) | | Количество ячеек CLB (Configurable Logic Blocks) | 23,100 (каждый содержит 4 LUT6 и 8 триггеров) | | Объем блочной памяти (Block RAM, BRAM) | 4,860 Кбит (270 блоков по 18 Кбит) | | Количество блоков DSP (умножителей-аккумуляторов) | 240 блоков DSP48E1 | | Тактовая частота (макс., типичная) | До 450+ МГц (зависит от проекта и условий) | | Количество пользовательских I/O | До 250 (зависит от конфигурации и корпуса) | | Стандарты ввода-вывода | LVCMOS, LVTTL, SSTL, HSTL, LVDS (до 1.25 Гбит/с) и другие. | | Встроенные трансиверы | Нет (в отличие от некоторых других чипов Spartan-7). | | Встроенная память | 4,860 Кбит блочной RAM (BRAM). | | Встроенные интерфейсы | Блоки для DDR3/DDR3L (до 1066 Мбит/с), PCIe Gen2 x1 (с помощью логики). | | Напряжение ядра (VCCINT) | 1.0V | | Напряжение банков ввода-вывода (VCCAUX) | 1.8V | | Тип корпуса | FBGA (Fine-Pitch Ball Grid Array) | | Количество выводов корпуса | 484 | | Температурный диапазон | Коммерческий (C): от 0°C до +85°C (T_ambient) | | Техпроцесс | 28 нм HPL (High-Performance, Low-Power) |

Совместимые и альтернативные парт-номера (Cross-Reference)

Чипы FPGA имеют сложную систему маркировки. Основной парт-номер (ordering code) включает больше информации, чем просто маркировка на корпусе. Для 17S150APC полный парт-номер выглядит примерно так: XC7S150-2CPGA484C.

• XC — серия (Xilinx Commercial).
• 7S150 — семейство и логическая емкость.
• -2 — скоростной grade (показатель быстродействия). Чем выше число, тем медленнее чип. "-2" — типовой коммерческий grade.
• CPGA484 — корпус (C - Commercial, PGA484 - FBGA484).
• C — температурный диапазон (Commercial).

Важные совместимые/альтернативные модели:

1. Внутри семейства Spartan-7 (прямая совместимость по выводам):

   • XC7S100-1/2CPGA484C — чип меньшей емкости (100K LC) в том же корпусе. Может быть прямой заменой, если проект умещается в меньший ресурс.
   • XC7S150-1/2/3CPGA484I — промышленный (Industrial) температурный вариант (-40°C до +100°C). Прямая замена для работы в жестких условиях.
   • XC7S150-2FPGA484C — тот же чип, но в корпусе с 256 выводами (F). Не совместим по выводам! Это вариант для менее сложных проектов с меньшим числом I/O.

2. Аналоги в других семействах (функциональная/архитектурная совместимость, требует переработки платы):

   • Artix-7 (например, XC7A100T): Более производительное семейство с трансиверами. Используется, когда нужна более высокая скорость или встроенные высокоскоростные интерфейсы.
   • Предыдущее поколение — Spartan-6 (например, XC6SLX150): Архитектурно другое семейство (45нм). Требует полного перепроектирования и изменения питания. Рассматривается при миграции старых проектов.
   • Более новое поколение — Spartan-8 (не является прямым наследником): На момент написания Spartan-8 — это скорее преемник Spartan-6, а не Spartan-7. Для новых проектов стоит рассматривать Artix-7 или Spartan-7 как основные варианты.

Ключевые выводы и применение

Xilinx 17S150APC (XC7S150) — это сбалансированная FPGA средней логической емкости, идеально подходящая для:

• Промышленных контроллеров и систем управления.
• Медиа-обработки (базовая обработка изображений, цветокоррекция).
• Коммуникационных мостов (протокольные преобразователи, например, PCIe-to-Gigabit Ethernet).
• Интерфейсной агрегации в embedded-системах.
• Алгоритмических ускорителей в системах на кристалле (SoC).

Важно: При замене или выборе аналога всегда сверяйтесь с официальной документацией (Datasheet и User Guide) от AMD (Xilinx) и учитывайте не только маркировку на корпусе, но и полный парт-номер, включая speed grade и температурный диапазон. Проект, созданный для одной FPGA, не является автоматически переносимым на другую, даже в пределах одного семейства, без проверки временных характеристик и ресурсов.