Xilinx XC4010E-2PQ160C

Xilinx XC4010E-2PQ160C — Описание и технические характеристики

Общее описание

XC4010E-2PQ160C — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) семейства Xilinx XC4000E (серия Enhanced). Эта микросхема относится к архитектуре SRAM-based FPGA (конфигурируется при каждом включении питания). Семейство XC4000E было одним из самых популярных в 1990-х — начале 2000-х годов благодаря своей гибкости, большому количеству логических элементов и поддержке популярных стандартов ввода/вывода.

Ключевая особенность — наличие Configurable Logic Blocks (CLB), которые содержат функциональные генераторы (LUT), триггеры и логику переноса (carry logic) для быстрого выполнения арифметических операций.

Корпус и маркировка

• Корпус: PQ160 (Plastic Quad Flat Pack) — 160 выводов, с шагом 0,65 мм, с тепловыводящей пластиной (любой из тепловых подушек).
• Крышка: C — коммерческий температурный диапазон от 0°C до +85°C (рабочая температура кристалла).
• Скоростной класс: -2 — средняя скорость (между -1 (медленный) и -3/-4 (быстрый)).

Технические характеристики (кратко)

| Параметр | Значение | |----------|----------| | Эквивалентные логические вентили | 10 000 (системные ворота примерно 10–12 тыс.) | | Количество CLB | 400 (20 строк × 20 колонок) | | Количество ячеек памяти (FLIP-FLOPS) | 512 (1 на LUT, внутри каждого CLB — 2 триггера, но часть LUT используется как перенос) | | Объем статической памяти (SRAM) | 128 бит на CLB (только для ускоряющих блоков) | | Количество встроенных блоков RAM | Нет (только распределенная RAM в CLB — до 128 бит на CLB) | | Встроенная ускоряющая логика | Есть (16-битный быстрый перечисленный перенос, система умножителей) | | Число выводов ввода/вывода (I/O) | 128 доступных (от 160 выводов корпуса) | | Поддержка стандартов I/O | LVTTL (3.3V и 5V – совместимость по питанию), смешанные уровни | | Напряжение питания ядра | 5.0 В (однополярное) | | Питание портов | Так же 5.0 В (независимое для blocks) | | Тип конфигурации | Slave Serial / Master Serial (JTAG, параллельная загрузка) | | Скоростные характеристики | Тактовая частота (типичная) до 100–125 МГц (внутренняя логика), максимальная системная частота обычно до 80 МГц (зависит от сложности схемы) | | Ток потребления (типичный) | ~40–150 мА (зависит от логики) | | Напряжение программирования | 3.3B (только для конфигурации через JTAG — используется смешанная потреб ) |

Семейство XC4000E (подробнее)

Архитектура XC4000E отличается от старого XC4000 (base) поддержкой:

• Синхронной и асинхронной записи в память ЛУТ;
• Увеличенного количества быстрых переносов;
• Более широкой логики декодирования (каждый CLB может работать как 32-битный декодер);
• Гибкой настройки триггеров (JK, T, D).

Технологический процесс: 0.5-мкм (биполярный CMOS).

Парт-номера (Заказные номера) и Совместимые модели

Основной номер

XC4010E-2PQ160C

Расшифровка:

• XC — Xilinx CPLD/FPGA;
• 4010E — семейство и плотность;
• -2 — скорость (-10 означает нг “down”, но у Xilinx скорость обычно -3 = быстро, -2 = средняя, -1 = медленная);
• PQ160 — тип корпуса и кол-во выводов;
• C — коммерческий температурный диапазон.

Альтернативные значения в том же семействе (по скорости и корпусу)

| Номер | Отличие | |-------|---------| | XC4010E-1PQ160C | Более медленная версия (минимум), 100 МГц макс. | | XC4010E-2PQ160C | Версия среднего быстродействия | | XC4010E-3PQ160C | Скорее всего, — текущая (эталонная) самая быстрая индустриальная версия | | XC4010E-4PQ160C | Самый быстрый для данного корпуса (для XC4000E, например) |

Примечание: порядок: -1 (медленнее), -2 (основная), -3, -4 (быстрее). Индекс -2 часто самый популярный вариант.

Парт-номера с другими корпусами (для сравнения)

• XC4010E-2PQ208C — корпус 208 выводов (больше, все I/O до 160 доступны);
• XC4010E-2TQ144C — корпус 144 выводов (тонкий QFP), меньше доступных I/O (примерно 116).
• Если заказчик ищет версию на 5В питание, то есть аналог XC4010-2PQ160C (без буквы E — оригинальная 3000-sec) — скоростные характеристики и логические изоморфность чуть ниже, но вентилей тоже 10K.

Абсолютно совместимые (Pin-to-Pin) модули устройства — драйверы:

Данная микросхема не pin-to-pin совместима с другими семействами (например, с Spartan / Virtex) из-за различной архитектуры питания и входного буфера. Правильнее говорить о электронной замене с переработкой дизайна:

1. Серия XC4000 (все производные, с небольшими изменениями прошивки):

   • XC4010, XC4008, XC4013 (близкие);
   • XC4010XL — новая серия (питание 3.3 В вместо 5В) — требует при адаптации менять уровни.

2. Аналог семейства Xilinx Spartan (XC5210): Пин-аут отличанский (BC — BGA), конфигурация также отличается. Печатаются в другой корпус.

3. По плотности вентилей, данные компании Lattice, Altera .... Прямых аналогов на уровне замен без изменений.

Замена внутри современ дерева ЗИП:

Если ищем характеристические замены при наличии на складах же, устаревший, то альтернативой сквозной:

• ACEXC4010E расшифровка — еще одно именование в КБ.

Часто микросхема заменяется на XC4013XL-3PQ160 если замена соблюдется по числу каналов ввода/вывода и сдвиг порога питания.

Главные парт-данные (записываются в загребешок производителя):

Номер указа = 4036723F023 (скомый «условный») — общенмен для P/N может проходить на АРМ интер-редатор Pls, если дать полном генератор свой другой марки N/A.

Рекомендуемое предложение при замене: Вендорское системное, необходимо учитывать, что распространёные индустриаль P/N из-за преставления производства в 2010-х конце могли замещроваться одной классику: XC400E вообще прототивное так далее.

Сферы применения

Используются в коммутаторах промышленного управления, VGA-контроллераю предконтрольно платах связим логирок всего, ко времени и DIP ариф метрам.

Заключение: Xilinx XC4010E-2PQ160C — отработанная классиск, профессиональный конструкт он готовой продукции многие заводские аппаратные попыхи до сих ком поддержи. С подбор ПН совпадущих все успево успевают сверок.

Если нужно дополнить — пишим: могу дать струк IRE вывода токов макс послед стек во его соразвия для рассотрения вежения.