Xilinx XCV300-4PQ240I

Отличный выбор! Xilinx XCV300-4PQ240I — это классическая и очень известная микросхема семейства Virtex, которое произвело революцию в отрасли ПЛИС в конце 1990-х. Вот подробное описание.

Общее описание

XCV300-4PQ240I — это ПЛИС (Программируемая Логическая Интегральная Схема) первого поколения семейства Virtex от компании Xilinx. Эта серия была первым семейством, предложившим иерархическую систему interconnect, встроенные блоки RAM (SelectRAM) и поддержку множества стандартов ввода-вывода. Микросхема предназначена для реализации сложных цифровых устройств, прототипирования ASIC и применений, требующих высокой производительности и гибкости.

Ключевые особенности того времени:

• Архитектура на основе конфигурируемых логических блоков (CLB).
• Встроенная распределённая и блочная память.
• Гибкие программируемые линии ввода-вывода.
• Архитектура с предсказуемой задержкой.
• Поддержка нескольких стандартов напряжения.

Расшифровка маркировки (Part Number): XCV300-4PQ240I

• XC: Серия Xilinx (обозначение всех продуктов компании).
• V: Семейство Virtex.
• 300: Примерное количество системных вентилей (system gates) — около 300 000. Это оценочный параметр ёмкости.
• -4: Скоростной сорт (Speed Grade). "-4" означает наименьшую задержку (наиболее быстрая версия в линейке XCV300). Чем меньше число, тем выше производительность.
• PQ: Тип корпуса (Package). PQ = Plastic Quad Flat Pack (пластиковый плоский корпус с выводами по четырём сторонам).
• 240: Количество выводов (Pin Count). Всего 240 ножек.
• I: Диапазон рабочих температур (Temperature Range). I = Industrial (промышленный), от -40°C до +100°C (Tj).

Технические характеристики (Key Specifications)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx Virtex (первое поколение) | | Логическая ёмкость | ~300,000 системных вентилей (system gates)
• Логических ячеек (CLB): 1,536 (32x48 array)
• Каждый CLB содержит 2 среза (slices), каждый срез = 2 LUT4 + 2 триггера | | Встроенная память (Block RAM) | 65,536 бит (организована в 32 блока по 2Kб каждый) | | Распределённая память (Distributed RAM) | До 49,152 бит (может быть реализована в LUT) | | Скоростной сорт (Speed Grade) | -4 (наиболее быстрый для этой модели) | | Количество выводов | 240 | | Тип корпуса | PQFP (Plastic Quad Flat Pack) | | Рабочее напряжение ядра (Vccint) | 2.5 В | | Напряжение портов ввода-вывода (Vcco)| 3.3 В (поддерживаются смешанные режимы: 3.3V, 2.5V, LVCMOS, LVTTL) | | Рабочая температура | Industrial: -40°C до +100°C | | Максимальное количество пользовательских I/O | 180 (зависит от конфигурации и корпуса) | | Тактовая частота (примерная)| Внутренняя частота > 100 МГц (сильно зависит от проекта и используемых ресурсов). | | Техпроцесс | 0.22 мкм (220 нм) | | Конфигурация | Через JTAG, SelectMAP или из последовательной PROM (Xilinx Platform Flash). |

Полный список парт-номеров (Part Numbers) для XCV300

Модель различается по скоростному сорту, корпусу и температурному диапазону.

Основные вариации:

• XCV300-4PQ240I (описанная)
• XCV300-4HQ240I (HQ = Ceramic Quad Flat Pack, военный/аэрокосмический)
• XCV300-4BG352I (BG = Ball Grid Array, 352 вывода, больше I/O)
• XCV300-4FG456I (FG = Fine-Pitch BGA, 456 выводов)
• XCV300-5PQ240C (C = Commercial, 0°C to +85°C, более медленный сорт -5)
• XCV300-6PQ240C (наиболее медленный сорт -6)

Важно: Буква в конце (I, C) критична. I – промышленный диапазон, C – коммерческий.

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства Virtex (Первое поколение)

Модели с аналогичной или близкой ёмкостью, которые могли рассматриваться как альтернатива:

• XCV150 – Меньшая ёмкость (~150K gates).
• XCV300 – Данная модель.
• XCV400 – Большая ёмкость (~400K gates). Ближайший "апгрейд".
• XCV600 – Значительно большая ёмкость.

Примечание: В пределах одного поколения архитектура идентична, отличается масштаб. Проект можно мигрировать между моделями при наличии запаса ресурсов.

2. Последующие поколения Virtex (Прямые эволюционные замены)

Эти семейства предлагают значительно лучшие характеристики, меньший техпроцесс и больше функций, но не являются pin-to-pin совместимыми. Требуется переразводка платы и адаптация проекта.

• Virtex-E (XCV300E) – Эволюция первого Virtex, больше памяти, улучшенные I/O.
• Virtex-II – Революционное обновление с введением цифровых блоков обработки сигналов (DSP) и более совершенной архитектурой.
• Virtex-4, Virtex-5, Virtex-6, Virtex-7 – Современные (на момент своего выпуска) семейства. Сегодня для новых проектов используют Virtex UltraScale+.

3. Совместимые по корпусу и выводам (Pinout-Compatible) модели

Это самый важный пункт для замены на плате. В пределах одного корпуса (PQ240) и семейства Virtex существовали модели с разной логической ёмкостью, но с совместимым расположением выводов питания, земли, конфигурации и часто – пользовательских I/O. Это позволяло использовать одну и ту же печатную плату для разных по мощности вариантов.

Для корпуса PQ240 можно проверить наличие таких "братьев":

• XCV150-PQ240
• XCV300-PQ240 (данная модель)
• XCV400-PQ240

Критически важно: Для точного подтверждения pin-to-pin совместимости необходимо сравнивать Pinout Tables в документации (Datasheet) на конкретные парт-номера. Не все модели в одном корпусе были полностью совместимы.

Области применения (тогда и сейчас)

• Исторически: Сетевые коммутаторы, прототипы телекоммуникационных ASIC, высокопроизводительные вычисления, сложные контроллеры.
• В настоящее время: В основном в ремонте и поддержке legacy-оборудования (промышленные системы, медицинское оборудование, военная техника), где требуется точная замена. Для новых разработок не используется.

Важные замечания

1. Устаревание: Это очень старое семейство, снятое с производства (NRND или Obsolete). Продаётся только на вторичном рынке или остатках складов.
2. Инструменты: Для разработки требуются старые версии ПО Xilinx ISE (версии 10.1 или старше). Современные Vivado его не поддерживают.
3. Замена: При поиске замены на существующую плату ищите точный парт-номер (XCV300-4PQ240I). Для новых проектов выбирайте современные семейства (Spartan-7, Artix-7, Kintex-7 от Xilinx/AMD или аналоги от Intel (Altera)).