Xilinx XC4062XL-2HQ240C

Отличный выбор! Xilinx XC4062XL-2HQ240C — это классический FPGA-чип из семейства Xilinx XC4000XL, которое было флагманским в середине-конце 1990-х годов. Он до сих пор может встречаться в обслуживании устаревшего (legacy) промышленного оборудования.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

XC4062XL — это программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) на основе SRAM-технологии с высокой плотностью логических элементов для своего времени. Семейство XC4000XL известно улучшенной производительностью и более низким энергопотреблением по сравнению с базовым семейством XC4000, благодаря использованию 0.35-микронного технологического процесса (по сравнению с 0.6/0.5 мкм у предшественников).

• Основное назначение: Реализация сложных цифровых схем, прототипирование ASIC, высокопроизводительные контроллеры, обработка сигналов (DSP) в оборудовании 90-х — начала 2000-х годов.
• Ключевая особенность: Архитектура на основе конфигурируемых логических блоков (CLB) и программируемой матрицы соединений (Interconnect). Требует внешней конфигурационной PROM при каждом включении питания.

Детальная расшифровка маркировки: XC4062XL-2HQ240C

• XC — Префикс Xilinx Commercial (промышленный температурный диапазон, 0°C до +85°C).
• 4062 — Номер модели, указывающий на размер чипа. Чем больше число, тем больше логических ресурсов.
• XL — Обозначение семейства (улучшенная версия XC4000).
• -2 — Скорректированный индекс скорости. -2 — это один из самых быстрых сортиментов в этом семействе. Чем меньше число, тем выше производительность.
• H — Тип корпуса: HQ означает Quad Flat Pack (QFP) с теплораспределителем (thermal pad) снизу.
• Q240 — Количество выводов: 240-контактный QFP.
• C — Температурный диапазон: Commercial (0°C to +85°C). Вариант "I" означал бы Industrial (-40°C to +100°C).

Технические характеристики (XC4062XL)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx XC4000XL | | Логические ячейки | ~62,000 системных вентилей (System Gates). Важно: Это не количество CLB или LUT, а оценочная эквивалентная емкость. | | Конфигурируемые логические блоки (CLB) | 2304 CLB. Каждый CLB содержит два 4-входовых LUT (Look-Up Table), что эквивалентно ~4600 логических ячеек (LC) в современной терминологии. | | Входы/Выходы (I/O) | 180 пользовательских линий ввода/вывода (из 240 выводов корпуса). | | Триггеры (Flip-Flops) | ~4,600 (по 2 в каждом CLB). | | Встроенная память (RAM) | 32,768 бит блочной распределенной RAM (может быть сконфигурирована внутри CLB как 16-битные RAM/ROM). | | Тактовая частота (макс.) | Для сортимента -2: Внутренняя частота до ~80-100 МГц для типовых операций. Частота ввода/вывода может быть выше. | | Напряжение питания | Vcc = 3.3В (ядро и I/O). Семейство XL поддерживало 5В-толерантные входы. | | Техпроцесс | 0.35 мкм | | Конфигурация | На основе SRAM. Требует внешней памяти (PROM, например, XC17xx или XC18xx) при каждом включении. Поддерживает несколько режимов загрузки (Serial, SelectMAP, Slave, Master). | | Архитектурные особенности | • Двухуровневая матрица соединений (VersaRing).
• Встроенные декодеры для быстрой адресации.
• Dedicated carry logic для эффективных арифметических операций.
• Boundary Scan (JTAG IEEE 1149.1) для тестирования. |

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые модели

1. Прямые аналоги в том же корпусе и сортировке:

Эти чипы полностью идентичны по электрическим и физическим параметрам, отличаются только температурным диапазоном или сортиментом скорости.

• XC4062XL-1HQ240C — Более медленная версия (индекс скорости -1).
• XC4062XL-2HQ240I — Версия для Industrial температурного диапазона (-40°C to +100°C).
• XC4062XL-09HQ240C — Более старая маркировка (иногда -09 соответствует -1).

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin Compatible) в том же корпусе HQ240:

Эти модели имеют одинаковую цоколевку (pinout), но разное количество логических ресурсов. Внимание! Замена возможна только если проект использует не более ресурсов меньшего чипа и учитывает различия в распиновке питания/земли (часто они идентичны, но нужно проверять даташит).

• XC4013XL-HQ240 (меньше ресурсов)
• XC4020XL-HQ240 (меньше ресурсов)
• XC4028XL-HQ240 (меньше ресурсов)
• XC4036XL-HQ240 (меньше ресурсов)
• XC4052XL-HQ240 (немного меньше ресурсов)
• XC4085XL-HQ240 (больше ресурсов) — Флагман семейства в этом корпусе.

3. Совместимые по проекту (Design Compatible):

Семейство XC4000XLA/XV было дальнейшим развитием (0.25 мкм, выше производительность, ниже напряжение). Прямой pin-to-pin совместимости с XC4000XL в одном корпусе часто не было. Однако на уровне проекта можно было выполнить миграцию с помощью средств разработки Xilinx, если логики и I/O хватало в целевом чипе.

• XC4062XLA-09HQ240C — Аналог в семействе XLA.
• XC4062XV-09HQ240C — Аналог в семействе XV (ядро 2.5В, I/O 3.3В).

4. Сопутствующие компоненты (Necessary for Operation):

• Конфигурационная ПЗУ: XC17V16, XC18V04, XC1700, XC1800 и аналоги. Выбор зависит от необходимого объема и интерфейса.
• Средства разработки: Последней средой, официально поддерживавшей XC4000, была ISE Foundation. Современные Vivado его не поддерживают. Для разработки/отладки потребуется старая версия ISE (например, 10.1 - 14.7) или оригинальные средства того времени (Alliance, Foundation).

Важное примечание для современных применений

• Устаревание: Данное семейство давно снято с производства (EOL). Чипы можно найти только на вторичном рынке (б/у, снятые с списанного оборудования, остатки складов).
• Сложность разработки: Современная поддержка инструментов ограничена. Прошивка (bitstream) создается в устаревших средах.
• Применение сегодня: Основное — ремонт и поддержка жизненного цикла старого промышленного, телекоммуникационного, военного или аэрокосмического оборудования, где замена всей платы нецелесообразна.

Если вы планируете ремонт или работу с этим чипом, в первую очередь необходимо найти Datasheet (DS003) и User Guide (UG002) для семейства XC4000XL от Xilinx (ныне AMD).