Xilinx XCV400E-6PQ240C — описание и характеристики

Общее описание

XCV400E-6PQ240C — это FPGA (ПЛИС) из семейства Virtex-E компании Xilinx (ныне AMD). Семейство Virtex-E является усовершенствованной версией Virtex и ориентировано на высокопроизводительные приложения: телекоммуникации, обработку сигналов, сетевые устройства, системы хранения данных и встраиваемые решения повышенной сложности.

• XCV — обозначение семейства Virtex (V = Virtex, E = Enhanced)
• 400 — условный объём логики (~400 тыс. системных вентилей / 10800 логических ячеек)
• -6 — скоростной грейд (большее число = быстрее)
• PQ240 — тип корпуса: Plastic Quad Flat Pack, 240 выводов
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+85 °C, junction)

⚠️ Важно: данная микросхема снята с производства (End of Life). Для новых проектов рекомендуется использовать Vivado-совместимые FPGA (Spartan-7, Artix-7, Kintex-7).

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Virtex-E | | Логические ячейки (CLB) | 4 800 CLB → 10 800 логических ячеек (LC) | | System gates (условно) | ~400 000 | | Slice-эквивалент | 9 600 | | Конфигурируемых блоков ввода-вывода (IOB) | 158 | | Блоки RAM (Block RAM) | 80 блоков × 4 Кбит (320 Кбит = 40 КБ) | | Total Distributed RAM | 102 400 бит | | Перемножители (Multipliers) | нет (в Virtex-E multipliers отсутствуют, только MULT в Virtex-II/II Pro) | | Тактовые линии | 4 глобальных тактовых модуля | | DLL (Digital Clock Manager) / PLL | 4 DLL | | Напряжение ядра (VCCINT) | 1.8 В | | Напряжение ввода-вывода (VCCO) | 1.8 / 2.5 / 3.3 В (в зависимости от I/O bank) | | I/O стандарты | LVTTL, LVCMOS2/3, PCI, GTL, GTLP, HSTL I/III, SSTL2/3, LVDS (только вход), BLVDS | | Корпус | PQFP-240 (пластик, шаг 0.5 мм) | | Питание | VCCINT 1.8 В, VCCIO 1.8/2.5/3.3 В, VCCAUX 2.5 В | | Температурный диапазон | Commercial (0…+85 °C Tj) | | Технология изготовления | 0.18 мкм, 6-layer металл | | Конфигурация | Bitstream ~ …815 Кбит (последовательная / SelectMAP) | | Температура хранения | −65…+150 °C | | Рассеиваемая мощность | до ~2–3 Вт (зависит от дизайна) |

Характеристики скоростного грейда -6

| Параметр | -6 (fastest) | |---|---| | Максимальная частота внутренней логики | до ~250–320 МГц (типично для Virtex-E speed grade -6) | | PLL выход | до ~200+ МГц в зависимости от источника |

Совместимые модели (аппаратная и конфигурационная совместимость)

Устройства в том же семействе Vultex-E, схожие по архитектуре и взаимозаменяемые в одном типе корпуса и скоростном грейде, могут отличаться объёмом логики — поэтому «hot-swap» без пересборки bitstream недопустим, но pin-to-pin-совместимы по корпусу PQ240 и могут использовать одну и ту же разводку платы при сохранении конфигурации.

В том же корпусе PQ240, speed grade -6, температура Commercial

| Парт-номер | Логических ячеек | Block RAM | |---|---|---| | XCV300E-6PQ240C | 6 912 | 128 Кбит + 218 Кбит | | XCV400E-6PQ240C | 10 800 | 160 Кбит + 320 Кбит | | XCV600E-6PQ240C | 15 552 | 288 Кбит + 648 Кбит | | XCV1000E-6PQ240C* | 27 648 | 576 Кбит + 1 Мбит (реально ограничен по количеству I/O в PQ240) |

*В корповом исполнении PQ240 младшего рейтинга большие плотности физически не размещаются в некоторых кристаллах — проверять datasheet и pin отчет по конкретной части.

Speed grade варианты той же модели

| Парт-номер | Speed grade | |---|---| | XCV400E-4PQ240C | -4 | | XCV400E-5PQ240C | -5 | | XCV400E-6PQ240C | -6 (fastest) |

Прочие промышленные / температурные версии

| Парт-номер | Отличие | |---|---| | XCV400E-6PQ240I | Industrial (−40…+100 °C) | | XCV400E-6BG432I | Другой корпус (BG432) | | XCV400E-6FG676C / -6FG900C | Корпус FineLine BGA | | XCV400E-6BF1144C / -6FF1156C | Крупные корпуса BGA |

Функциональные аналоги / доступные замены

После снятия XCV400E с производства рекомендуются:

• Spartan-6 серия XC6SLX… — с плотностью, эквивалентной XCV400/E (например XC6SLX45-2FGG484C)
• Spartan-7 / Artix-7 (Xilinx 7-й серии) — если важна производительность и 6.6 В I/O стандарты
• Kintex-7 / Virtex-6 / Virtex-7 — при миграции крупного проекта с сохранением потоков данных HDL
• ADSP / Altera/Intel Cyclone аналоги — при пересмотре битстрима

Прямого "sanity drop-in replacement" между Virtex-E и 7-серией нет — требуется портирование HDL (VHDL/Verilog), смена инструмента разработки (с ISE на Vivado) и новое PCB-разведение, так как отличаются контактные площадки и BGA-корпуса.

Средства разработки и программирования

| Задача | Инструмент | |---|---| | Синтез/Rtl | Xilinx ISE Design Suite 14.7 (последний с поддержкой Virtex-E) | | Симуляция | ModelSim / ISim / Vivado Simulator (для верификации проекта с написанным тестбенчем) | | Раскладка | ISE P&R | | Прошивка bitstream | iMPACT (через JTAG) или Platform Cable USB / XChecker / Parallel Cable III/IV | | Последовательная конфигурация | SPI PROM XC18V02/H разъем, или CPLD/MCU-загрузчик |

Если необходимо — могу:

• Дать pin-out отчёт PQ240 по всем I/O-bank
• Подсказать официальные Xilinx нештатные (PCB/выходные) размеры корпуса PQ240 для расчета по оборудованию
• Предложить ближайшие доступные аналоги самой производительной совместимки
• Сравнить таблицу XCV400E vs современные Spartan-6/7

Просто уточните сценарий: держать старый дизайн / миграже / эмулировать отсутствующие обвязкой pins.