Xilinx XCV150-4FG456I

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для микросхемы Xilinx XCV150-4FG456I.

Общее описание

Xilinx XCV150-4FG456I — это программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) из семейства Virtex, первого поколения высокопроизводительных FPGA от Xilinx. Эта серия была революционной для своего времени, представив такие архитектурные элементы, как встроенные блоки RAM (BlockRAM) и дедикатированные цепи для умножения и маршрутизации тактовых сигналов.

• Назначение: Используется для реализации сложных цифровых схем, прототипирования ASIC, высокопроизводительных вычислений, цифровой обработки сигналов (DSP) и телекоммуникационного оборудования.
• Ключевые особенности архитектуры Virtex:
  • Конфигурируемая логическая матрица (CLB): Основной строительный блок для создания логических функций.
  • BlockRAM: Встроенная память объемом 4096 бит на блок, распределенная по кристаллу.
  • Программируемые уровни логики: Гибкая маршрутизация и соединения.
  • Dedicated Clock Management: Возможности буферизации и управления тактовыми сигналами.

Расшифровка обозначения (Part Number Breakdown)

• Xilinx: Производитель.
• XC: Серия (общее обозначение для FPGA/CPLD Xilinx).
• V: Семейство Virtex.
• 150: Модель, указывающая на количество системных ячеек (примерно 150 тысяч эквивалентных вентилей). Фактическое количество триггеров и логических ячеек см. в таблице ниже.
• -4: Скоростная марка (Speed Grade). "-4" означает самую быструю версию в этом семействе (минимальная задержка логики).
• FG: Тип корпуса (Package). FG = Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA). Корпус с шариковыми выводами.
• 456: Количество выводов (Pin Count). 456 контактов в корпусе FBGA.
• I: Диапазон рабочих температур (Temperature Grade). I = Industrial (-40°C до +100°C).

Технические характеристики (Key Specifications)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx Virtex (Первого поколения) | | Логическая емкость | ~150,000 системных ячеек (System Gates).
• Логические ячейки (CLB Slices): 1,536
• Триггеры (Flip-Flops): 3,072
• Экв. вентилей (Typical Gate Range): 75,000 - 333,000 | | Встроенная память (BlockRAM) | 32 блока по 4Kbit каждый.
Общий объем: 128 Kbit (16 KB) | | Скоростная марка | -4 (Наивысшая производительность в серии) | | Корпус | FG (FBGA) - 456 выводов | | Рабочее напряжение | Ядро (Core Voltage): 2.5V
Ввод/Вывод (I/O Voltage): 3.3V (Поддерживаются различные стандарты, совместимые с 3.3V) | | Рабочая температура | Industrial: -40°C до +100°C | | Конфигурация | Последовательная (через JTAG, SelectMAP), Параллельная. Поддерживает внешние PROM (например, Xilinx Platform Flash). | | Ввод/Вывод | До 288 пользовательских линий ввода/вывода (User I/O). | | Тактовые области (Clock Domains) | 4 глобальных тактовых буфера (BUFG), развитая иерархическая система маршрутизации тактовых сигналов. | | Техпроцесс | 0.22 мкм или 0.18 мкм (в зависимости от ревизии). |

Совместимые и альтернативные парт-номера (Part Numbers & Compatibility)

Этот чип является частью большого семейства. Совместимость определяется в основном корпусом, скоростной маркой и температурным диапазоном.

1. Прямые аналоги (Alternate Part Numbers)

Следующие номера обозначают тот же самый кристалл (XCV150), но в других корпусах, с другими скоростными характеристиками или для других температурных диапазонов:

• XCV150-4BG352I: Та же емкость и скорость, корпус BG352 (352 вывода), промышленный температурный диапазон.
• XCV150-5FG456I: Та же емкость и корпус, но более медленная скоростная марка (-5), промышленный диапазон.
• XCV150-4FG456C: То же, что и исходный, но для коммерческого температурного диапазона (0°C до +85°C).
• XCV150-6FG456I: Более медленная версия (-6).

2. Совместимые модели в том же семействе (Pin-Compatible & Family-Compatible)

• Прямая совместимость по выводам (Pin-to-Pin): В пределах одного корпуса (FG456) можно найти чипы как меньшей, так и большей емкости из того же поколения Virtex. Например, XCV50, XCV100, XCV200, XCV300, XCV400, XCV600, XCV800, XCV1000. Важно: При переходе на другую емкость необходимо проверять таблицы совместимости выводов (Pinout Compatibility Tables) в документации Xilinx, так как не все выводы могут быть задействованы на меньших моделях.
• Совместимость на уровне проекта (Design Migration): Благодаря архитектурной преемственности, проект, созданный для XCV150, может быть с минимальными изменениями перенесен (с помощью инструментов Xilinx ISE) на чипы последующих поколений Virtex, начиная с Virtex-II, Virtex-II Pro, Virtex-4, Virtex-5 и далее. Однако это требует полного ресинтеза и изменения ограничений по выводам.

3. Программное обеспечение и поддержка

• Инструменты разработки: Для работы с этой FPGA требуется среда разработки Xilinx ISE (версии 10.1 или более ранние; поддержка классических Virtex в более новых версиях Vivado отсутствует). Последняя версия ISE, где есть полная поддержка, — это ISE 14.7.
• Конфигурационные PROM: Совместим с микросхемами конфигурационной памяти Xilinx серий XC18V (PROM) и Platform Flash (XCFxxS).

Важное примечание:

Xilinx Virtex первого поколения (XCV) являются устаревшими (Obsolete). Они сняты с производства, и их покупка возможна только на вторичном рынке (у дистрибьюторов, специализирующихся на устаревших компонентах). При разработке новых проектов рекомендуется рассматривать современные семейства FPGA, такие как Xilinx Artix-7, Kintex-7 или Spartan-6/7, которые предлагают лучшее соотношение цена/производительность/энергоэффективность и доступны для покупки.