Xilinx XCV3006BG432C

Отличный выбор! Xilinx XCV3006BG432C — это классическая и хорошо известная ПЛИС (FPGA) из семейства Virtex, которое заложило основы для современных высокопроизводительных FPGA Xilinx (ныне AMD).

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

XCV3006BG432C — это представитель первого поколения семейства Virtex, выпущенного в конце 1990-х — начале 2000-х годов. Эти микросхемы стали прорывом для своего времени, предложив высокую логическую плотность, встроенные блоки RAM и предсказуемую, масштабируемую архитектуру.

• Назначение: Использовалась в широком спектре применений: телекоммуникационное оборудование (сетевая обработка, базовые станции), промышленная автоматизация, системы обработки сигналов (DSP), прототипирование ASIC, военная и аэрокосмическая электроника.
• Статус: Снята с производства (NRND или Obsolete). Xilinx давно прекратила выпуск этих чипов. Они доступны только на вторичном рынке (у дистрибьюторов, специализирующихся на устаревших компонентах) или могут быть в запасах на старых производствах.
• Корпус: BG432 — корпус типа BGA (Ball Grid Array) с 432 выводами. Это был один из популярных корпусов для данной плотности.

Ключевые технические характеристики

Характеристики основаны на документации семейства Virtex.

1. Логическая емкость:

   • Эквивалентные логические вентили: ~300,000 системных вентилей (метрика Xilinx для того времени).
   • Конфигурируемые логические блоки (CLB): 1,536 CLB. Каждый CLB содержит 2 среза (Slice), а каждый срез — две 4-входовые таблицы (LUT) и два триггера.
   • Максимальное количество триггеров: ~24,576.
   • Максимальное количество 4-входовых LUT: ~24,576.

2. Внутренняя память (Block RAM):

   • Количество блоков RAM: 96 блоков.
   • Общий объем RAM: 288 Кбит (36 Кбайт). Каждый блок — 4096 бит (4Kx1 или 512x8).

3. Тактовая частота: Максимальная внутренняя частота могла достигать 200 МГц и выше для оптимально размещенных и routed дизайнов, в зависимости от сложности проекта.

4. Ввод/Вывод:

   • Количество пользовательских I/O: До 284 (зависит от конфигурации и корпуса; для BG432 — меньше из-за отведенных выводов под питание и конфигурацию).
   • Стандарты ввода/вывода: Поддержка LVTTL, LVCMOS (3.3V, 2.5V), PCI (33 MHz), GTL, AGP и других. Напряжение Vcco (напряжение банков ввода/вывода) — 3.3В.

5. Архитектурные особенности:

   • Программируемые межсоединения: Иерархическая матрица соединений.
   • Тактовые сети: 4 глобальные тактовые сети с низким skew.
   • Встроенные задержки: DLL (Digital Delay-Locked Loop) — 4 блока на кристалле для управления skew тактового сигнала и умножения/деления частоты.

6. Техпроцесс: 0.22 мкм или 0.18 мкм (в зависимости от ревизии).

7. Питание:

   • Напряжение ядра (Vccint): 2.5 В.
   • Напряжение ввода/вывода (Vcco): 3.3 В (программируемое по банкам, но для этого корпуса типично 3.3В).
   • Типовое энергопотребление: Зависит от дизайна и частоты, сотни мВт/Вт.

8. Конфигурация (загрузка):

   • Поддерживает различные режимы: Master Serial, Slave Serial, SelectMAP (параллельный 8-битный), Boundary Scan (JTAG).
   • Конфигурация хранится во внешней ПЗУ (PROM) или загружается из процессора.

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Основной парт-номер следует структуре: XCV3006-BG432-C

• XCV3006: Семейство Virtex, модель 3006.
• BG432: Тип корпуса (BGA, 432 вывода).
• C: Индекс скорости. "C" — это стандартная скорость для этого семейства. Существовали также более медленные ("I") и более быстрые ("D", "E") индексы. "C" являлся наиболее распространенным.
  • Пример более быстрой версии: XCV3006-BG432-E (если существовала).

Другие корпуса для XCV3006:

• XCV3006-HQ240 (QFP, 240 выводов)
• XCV3006-FG456 (Fine-Pitch BGA, 456 выводов)
• XCV3006-PG560 (PGA, 560 выводов) — для отладочных плат.

Совместимые и аналогичные модели

Здесь важно разделить понятия: прямая совместимость по выводам (pin-to-pin) и функциональная/архитектурная совместимость (миграция дизайна).

1. Прямые замены (в рамках семейства Virtex):

• XCV300E-BG432-C: Модель из подсемейства Virtex-E (Enhanced). Имеет схожий или больший логический объем, больший объем Block RAM (до 520 Кбит), улучшенные характеристики. Корпус BG432 часто был pin-to-pin совместим с Virtex первого поколения, но требуется обязательная проверка по таблице соответствия выводов (Pinout File) и внимательная проверка питания (ядро Virtex-E — 1.8В!). Это основной кандидат на замену.
• Другие модели Virtex/Virtex-E в корпусе BG432: Например, XCV100E, XCV600E. Совместимость по выводам определяется специальными таблицами от Xilinx, где несколько моделей в одном корпусе имели идентичную разводку.

2. Функциональные аналоги и пути миграции (более современные семейства):

Прямая замена современной FPGA невозможна из-за другого корпуса, питания и инструментов. Однако дизайн можно перенести на более новые чипы.

• Spartan-3 (снято с производства): Например, XC3S400. Более современное, но также уже устаревшее семейство с аналогичным уровнем логики (но другим соотношением ресурсов). 3.3В I/O.
• Spartan-6 (доступно): Например, XC6SLX45. Более современное и доступное семейство. Требует полного перепроектирования и новых инструментов (Vivado не поддерживает, только ISE). 3.3В I/O.
• Artix-7 (актуальное): Например, XC7A50T. Современное ультрабюджетное семейство на архитектуре 28 нм. Значительно превосходит по всем параметрам. Требует перехода на инструменты Vivado, смены корпуса и схемотехники (1.8В/1.2В I/O, требуются преобразователи уровней).

Важные замечания для инженеров:

1. Инструменты проектирования: Для работы с XCV3006 требуется старая версия ISE Foundation (версии 10.1 или ранее). Современный Vivado его не поддерживает.
2. Поиск замены: Если вы ищете замену для существующего проекта, первым делом найдите Datasheet и Pinout File для XCV3006-BG432-C и сравните с документацией на XCV300E-BG432-C. Проверьте распиновку питания (Vccint, Vcco).
3. Покупка: Будьте осторожны при покупке на вторичном рынке. Высок риск контрафактной или б/у продукции.

Итог: XCV3006BG432C — исторически важная и надежная FPGA, отлично послужившая в свое время. Сегодня ее использование оправдано только для поддержки устаревшего оборудования, так как она снята с производства, а инструменты и аналоги ушли далеко вперед.