Xilinx XCV300-6BG352C

Отличный выбор! Xilinx XCV300-6BG352C — это классический FPGA из знаменитого семейства Virtex, которое положило начало современной архитектуре Xilinx. Вот подробное описание.

Краткое описание

XCV300-6BG352C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) производства Xilinx, относящаяся к первому поколению семейства Virtex (введено в 1998 году). Это была революционная платформа, предложившая высокую производительность, большую логическую емкость и встроенные блоки RAM по сравнению с предыдущими семействами (Spartan, XC4000).

Ключевые особенности для своего времени:

• Гибкая архитектура: Основана на конфигурируемых логических блоках (CLB) с 4-входовыми таблицами истинности (LUT).
• Встроенная память: Наличие распределенной RAM и блочной RAM (Block RAM).
• Высокоскоростные интерфейсы: Поддержка различных стандартов ввода-вывода (LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL+ и др.).
• Иерархическая routing-архитектура: Обеспечивала предсказуемую производительность и эффективное размещение.

Основное назначение: Прототипирование цифровых схем, сложные логические контроллеры, обработка сигналов (DSP), коммуникационное оборудование (в свое время). Сегодня эта микросхема считается устаревшей (Obsolete) и используется преимущественно в поддержке legacy-оборудования, в образовательных целях или в проектах, где требуется модернизация без изменения hardware.

Расшифровка маркировки (Part Number)

• XCV300: Семейство (Virtex) и модель (300 — приблизительно 300 тысяч системных вентилей).
• -6: Скоростная категория. -6 — самая медленная в линейке для этой модели (меньше число = выше скорость). Указывает на максимальную частоту работы внутренней логики.
• BG352: Тип корпуса. BG = Ball Grid Array (массив шариковых выводов). 352 — количество выводов (пинов).
• C: Диапазон рабочих температур. C = Commercial (коммерческий, 0°C до +85°C). Были также варианты I (Industrial, -40°C до +100°C) и M (Military, -55°C до +125°C).

Технические характеристики (Характеристики)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx Virtex (Первого поколения, иногда называют Virtex-E, но это неверно. Virtex-E — следующее поколение). | | Логическая емкость | ~300,000 системных вентилей (System Gates).
• Логических ячеек (CLB): 1,536 (каждый CLB содержит 2 среза (slice), итого ~3,072 среза).
• Эквивалент логических элементов (LE): Приблизительно 67,584 (очень грубая оценка, 1 CLB ≈ 44 LE). | | Внутренняя память | • Распределенная RAM (Distributed RAM): 96 Kбит.
• Блочная RAM (Block RAM): 32 Kбит (одна колонка блоков по 4 Kбит каждый). | | Тактовая частота (макс.) | Зависит от дизайна. Для скорости -6 максимальная частота переключения триггеров может достигать 150-200 МГц для простых путей. | | Ввод-Вывод (I/O) | • Количество пользовательских I/O: До 284 (из 352 выводов корпуса).
• Банки питания I/O: 8 банков, каждый с независимым напряжением.
• Поддерживаемые стандарты: LVTTL, LVCMOS (3.3V, 2.5V), PCI (33 MHz), GTL, GTL+, HSTL, SSTL, AGP и др. | | Напряжения питания | • Vccint (ядро): 2.5 В (характерно для 1-го поколения Virtex).
• Vcco (банки I/O): 3.3В, 2.5В, 1.8В (программируемое для каждого банка).
• Вспомогательные: Vccaux, Vref. | | Техпроцесс | 0.22 мкм (220 нм) или 0.18 мкм, 5 слоев металла. | | Конфигурация | Последовательная (через JTAG, SelectMAP), параллельная (из PROM). Поддерживает частичную реконфигурацию. | | Корпус | BG352 – Ball Grid Array, 352 вывода, шаг 1.27 мм. |

Совместимые и альтернативные парт-номера (Part Numbers)

Важно: Совместимость должна учитывать точное соответствие скорости, корпуса и температурного диапазона.

1. Прямые аналоги в том же корпусе BG352 (замена "один в один"):

• XCV300-4BG352C (более быстрая версия, -4)
• XCV300-5BG352C (средняя скорость, -5)
• XCV300-6BG352I (промышленный температурный диапазон)
• XCV150-6BG352C (младшая модель, 150K вентилей, логически не совместима, но совпадает по корпусу и выводам питания)
• XCV400-6BG352C (старшая модель, 400K вентилей, логически не совместима, но совпадает по корпусу и выводам питания)

2. Совместимые модели в других корпусах (функционально идентичны, но с другим типом монтажа):

• XCV300-6HQ240C – Корпус HQ240 (QFP, 240 выводов). Меньше линий I/O.
• XCV300-6CS144C – Корпус CS144 (BGA, 144 вывода). Меньше линий I/O.
• XCV300-6FG456C – Корпус FG456 (Fine-Pitch BGA, 456 выводов). Больше линий I/O.

3. Прямые аналоги от других производителей:

Прямых клонов Virtex не было. Альтернативами в то время были:

• Altera (Intel) FLEX 10K (например, EPF10K100) или APEX 20K.
• Actel (Microsemi) ProASIC Plus.
• Lattice ispLSI.

4. Современные аналоги / Модернизация (От Xilinx / AMD):

Для новых проектов требуется полный редизайн с миграцией на современные платформы:

• Прямой наследник архитектуры: Семейство Virtex-7, Virtex UltraScale+ (крайне высокопроизводительные).
• Для общего назначения: Семейство Artix-7, Kintex-7 (оптимальное соотношение цена/производительность).
• Для экономии: Семейство Spartan-6, Spartan-7 (низкая стоимость, хорошая логическая емкость).

Критически важное замечание: Для замены в существующей плате необходимо проверить схему подключения питания (2.5V ядро!) и распиновку (pinout), так как даже при совпадении корпуса (BG352) расположение сигнальных выводов может отличаться между моделями (XCV150, XCV300, XCV400).

Статус и рекомендации

• Статус: Снят с производства (NRND или Obsolete). Xilinx (ныне часть AMD) прекратила производство этих чипов много лет назад.
• Где найти: Только на вторичном рынке (у поставщиков остатков, на аукционах).
• Инструменты разработки: Последней средой разработки, поддерживающей Virtex (1st gen), была ISE WebPACK версии ~10.1 или более ранние. Современные Vivado не поддерживают это семейство.
• Применение сегодня: Рекомендуется только для ремонта старого оборудования. Для новых проектов обязательно выбирать актуальное семейство.