Xilinx XC4VLX100-10FF1513C

Отличный выбор! Xilinx XC4VLX100-10FF1513C — это высокопроизводительная ПЛИС (FPGA) из семейства Virtex-4 LX, которое было флагманской серией для логических применений в середине 2000-х. Вот подробное описание.

Краткое описание

XC4VLX100 — это программируемая логическая интегральная схема, предназначенная для сложных, требовательных к логическим ресурсам применений. Семейство Virtex-4 известно своим революционным для своего времени дизайном: оно использовало технологию 90 нм и было разделено на три платформы (LX, SX, FX) для оптимизации под разные задачи. Платформа LX оптимизирована именно под высокую логическую плотность и производительность.

Основные области применения, для которых создавалась эта микросхема:

• Сложные алгоритмы цифровой обработки сигналов (ЦОС)
• Высокоскоростная протокольная обработка и коммутация
• Системы связи и телекоммуникации
• Промышленные системы управления
• Оборудование для научных исследований
• Прототипирование ASIC

Детальные технические характеристики

1. Логические ресурсы:

• Количество логических ячеек (Logic Cells): 110,592
• Количество срезов (Slices): 49,152 (каждый слайс содержит два 4-входовых LUT и два триггера)
• Эквивалентные системные вентили (System Gates): ~1.3 млн (ориентировочно)

2. Встроенная память:

• Объем блоковой памяти (Block RAM): 5,328 Кбит (разделена на 222 блока по 18 Кбит каждый)
• Распределенная память (Distributed RAM): До 1,536 Кбит (формируется из LUT)

3. Ресурсы цифровой обработки сигналов (DSP):

• Количество DSP48 Slice: 96 (каждый содержит 18-битный умножитель и 48-битный аккумулятор, оптимизирован для операций умножения-накопления MAC).

4. Тактовые ресурсы и управление:

• Цифровые менеджеры тактовых сигналов (DCM - Digital Clock Managers): 12
• Дополнительные синтезаторы тактовых частот (PMCD - Phase-Matched Clock Dividers): 8
• Это обеспечивает гибкую генерацию, задержку, выравнивание фазы и подавление джиттера тактовых сигналов.

5. Ввод-вывод (I/O):

• Количество пользовательских I/O: До 960 (зависит от корпуса)
• Стандарты ввода-вывода: Поддержка более 20 стандартов, включая LVCMOS, LVTTL, HSTL, SSTL, LVDS, LVPECL.
• Скорость ввода-вывода (I/O Bank Speed): До 800 Мбит/с для параллельных интерфейсов и до 1 Гбит/с для LVDS.

6. Серийные высокоскоростные трансиверы:

• В данной модели отсутствуют. Для моделей с трансиверами нужно смотреть платформу Virtex-4 FX.

7. Техпроцесс и питание:

• Технологический процесс: 90 нм
• Напряжение ядра (Vccint): 1.2 В
• Напряжение ввода-вывода (Vcco): 1.2В, 1.5В, 1.8В, 2.5В, 3.3В (программируется по банкам)
• Вспомогательное напряжение (Vccaux): 2.5 В

8. Корпус и маркировка:

• Корпус (Package): FF1513 - Flip-Chip Fine-Pitch BGA (Бессвинцовый).
• Количество выводов: 1513.
• Размер шага (Pitch): 1 мм.
• Скоростной сорт (Speed Grade): -10 (самый медленный в линейке). Число означает максимальную задержку на LUT. Меньшее число (например, -11, -12) означает более быструю микросхему.
• Температурный диапазон: C = Commercial (0°C to +85°C Junction Temperature).

Расшифровка парт-номера (Part Number)

• XC = Продукт Xilinx, Commercial Grade
• 4 = Серия Virtex-4
• VLX = Платформа (LX - Logic Optimized)
• 100 = Примерный размер в тысячах логических ячеек (100 тыс.)
• -10 = Скоростной сорт
• FF1513 = Тип корпуса (1513-контактный FineLine BGA)
• C = Коммерческий температурный диапазон

Совместимые и альтернативные модели (Парт-номера)

1. Внутри того же семейства Virtex-4 LX (прямые аналоги с разными параметрами):

• По размеру: XC4VLX15, XC4VLX25, XC4VLX40, XC4VLX60, XC4VLX80, XC4VLX100, XC4VLX160, XC4VLX200.
• По скоростному сорту: XC4VLX100-12FF1513C (более быстрая), XC4VLX100-11FF1513C.
• По температурному диапазону: XC4VLX100-10FF1513I (Industrial, -40°C to +100°C).
• По корпусу: XC4VLX100-10FF1148C (корпус с 1148 выводами) и другие.

2. Более новые семейства Xilinx (обновленные альтернативы, требуют перепроектирования):

• Virtex-5 (65 нм): XC5VLX50T, XC5VLX85T, XC5VLX110T. Имеют более совершенную архитектуру (6-входовые LUT), лучшее соотношение производительность/мощность.
• Virtex-6 (40 нм): XC6VLX75T, XC6VLX130T, XC6VLX195T. Еще больше логики, памяти, DSP блоков, более низкое энергопотребление.
• 7 Series (28 нм): XC7A100T (Artix, более дешевый), XC7K160T (Kintex). Архитектура, актуальная до сих пор, с огромным преимуществом в эффективности.
• UltraScale/UltraScale+ (16/20 нм): Современные семейства для самых сложных задач.

3. Альтернативы от Intel (Altera):

• Современники (середина 2000-х): Stratix II (EP2S60, EP2S90, EP2S130).
• Более новые аналоги: Stratix IV (EP4SGX70, EP4SGX110), Stratix V.
• Современные аналоги: Intel (бывш. Altera) Arria 10 или Cyclone 10 GX (в зависимости от требований).

Важное примечание

XC4VLX100 — микросхема снятая с производства (NRND или Obsolete). Ее покупка возможна только на вторичном рынке или из остатков на складах. Для новых проектов настоятельно рекомендуется рассматривать более современные семейства (7 Series, UltraScale от AMD/Xilinx или Cyclone/Arria от Intel), которые предлагают лучшее соотношение цены, производительности, энергоэффективности и доступности инструментов разработки (Vivado вместо устаревшего ISE).