Xilinx XC4VLX40-10FFG668I

Отличный выбор! Xilinx XC4VLX40-10FFG668I — это представитель знаменитого семейства Virtex-4, которое в свое время совершило прорыв в области программируемой логики. Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

XC4VLX40 — это FPGA (Программируемая пользователем вентильная матрица) из семейства Virtex-4 LX, ориентированного на высокопроизводительную логику. Модель с суффиксом "I" означает расширенный промышленный температурный диапазон. Это высокопроизводительная, гибкая микросхема, предназначенная для сложных цифровых систем, где требуется большое количество логических ресурсов и высокая скорость работы.

Ключевая особенность семейства Virtex-4: Разделение на платформы (LX, SX, FX) с оптимизацией под разные задачи. LX — базовая платформа с упором на логическую емкость и производительность.

Детальные технические характеристики

1. Основные логические ресурсы:

• Логических ячеек (Logic Cells): 41,216
• Конфигурируемых логических блоков (CLB Slices): 18,432 (эквивалентно ~43K "логических вентилей" в устаревшей терминологии). Каждый срез содержит два LUT4 (таблицы переключения) и два триггера.
• Встроенная память (Block RAM): 2,160 Кбит (организована в 48 блоков по 36 Кбит каждый).
• Тактовые области (Clock Management Tiles - CMT): 4 DCM (Digital Clock Manager) и 4 PLL (Phase-Locked Loop) для синхронизации, умножения/деления частоты, коррекции фазы.

2. Производительность и технология:

• Скоростная марка (Speed Grade): -10 — обозначает быстродействие. Чем меньше число, тем быстрее чип. -10 является стандартным промышленным вариантом.
• Техпроцесс: 90 нм (нанометров) с применением технологии Triple-Oxide.
• Максимальная частота: Для различных операций может достигать 500 МГц и выше, но реальная рабочая частота зависит от проекта. Для этого speed grade типичные частоты реализации сложных проектов — 100-200 МГц.

3. Ввод-вывод (I/O):

• Количество пользовательских I/O: До 448 (зависит от корпуса и конфигурации).
• Стандарты ввода-вывода: Поддержка множества стандартов: LVCMOS (1.2V-3.3V), LVTTL, SSTL, HSTL, PCI (33/66 МГц). Высокоскоростные сериализаторы/десериализаторы (SERDES) в этом семействе есть только в платформе FX.
• Напряжение ядра (Vccint): 1.2V
• Напряжение портов ввода-вывода (Vcco): Программируемое, 1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V (в зависимости от банка).

4. Корпус и условия эксплуатации:

• Корпус (Package): FFG668 — Fine-Pitch Ball Grid Array с 668 выводами. Корпус без свинца (RoHS-совместимый).
• Температурный диапазон:
  • Industrial ("I"): От -40°C до +100°C (Tj — температура перехода). Это ключевое отличие от коммерческого диапазона (0°C до +85°C).
• Поколение: Семейство Virtex-4 в настоящее время имеет статус "На снятии с производства" (Not Recommended for New Designs - NRND). Производство поддерживается, но для новых проектов Xilinx (AMD) рекомендует более современные семейства.

Парт-номера (Part Numbers) и аналоги

Парт-номер формируется по схеме: XC4VLX40 -10 FFG668 I

• XC4V — Семейство: Virtex-4
• LX — Платформа: Logic Optimized
• 40 — Размер: Уровень 40 (41K ячеек)
• -10 — Скоростная марка
• FFG668 — Тип корпуса (668-контактный BGA)
• I — Температурный диапазон: Industrial

Совместимые и альтернативные модели:

1. В рамках того же семейства и корпуса (прямые аналоги с другими параметрами):

• XC4VLX40-12FFG668I/C — Более медленная скоростная марка (-12), подешевле.
• XC4VLX40-10FFG668C — Коммерческий температурный диапазон (0°C to +85°C).
• XC4VLX40-11FFG668I — Промежуточная скоростная марка (-11).
• Модели с другими корпусами (например, FF1148, FF1148, FG676) — логически идентичны, но с другим количеством доступных выводов.

2. Модели с аналогичной логической емкостью в других семействах Virtex-4:

• XC4VSX35-10FFG668I — Из платформы SX (с акцентом на встроенные блоки DSP и память). Имеет меньше логики, но больше DSP и Block RAM.
• XC4VFX40-10FFG668I — Из платформы FX (с встроенными процессорными блоками PowerPC и высокоскоростными трансиверами). Имеет меньше чистой логики.

3. Современные альтернативы от AMD/Xilinx (для новых проектов): Семейство Virtex-4 устарело. Для новых разработок рекомендуется рассматривать:

• Artix-7 (например, XC7A50T, XC7A100T): Оптимальны по цене и энергопотреблению, хорошая замена по логической емкости.
• Kintex-7 (например, XC7K70T, XC7K160T): Выше производительность, больше ресурсов, трансиверы. Прямой наследник по "нише".
• Spartan-6 (XC6SLX45, XC6SLX75): Более старое, чем Artix-7, но все еще популярное и доступное семейство. XC6SLX75 по логической емкости близок к XC4VLX40.
• Для промышленных применений: Семейства Spartan-7, Artix-7 и Kintex-7 также имеют варианты с промышленным температурным диапазоном (-1I).

Области применения (типичные):

• Промышленная автоматизация (управляющие контроллеры, ПЛК).
• Оборудование связи (протокольная обработка, коммутаторы).
• Медицинская электроника.
• Авионика и космические системы (с учетом расширенного температурного диапазона).
• Научное и измерительное оборудование.
• Прототипирование ASIC.

Важное примечание: При поиске замены или аналога необходимо учитывать не только логическую емкость, но и типы встроенных блоков (DSP, память, трансиверы), требования по питанию, количество и стандарты I/O, а также доступность инструментов разработки (Vivado поддерживает только серии 7 и новее, для Virtex-4 требуется устаревшая ISE Design Suite).