Xilinx XC4036XL-1HQ304C — Описание и характеристики

Общее описание

XC4036XL-1HQ304C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства Xilinx XC4000XL, выпускавшаяся компанией Xilinx (ныне AMD Xilinx). Данное семейство является усовершенствованной версией классических FPGA XC4000E/X с пониженным напряжением питания и повышенной плотностью логики.

Расшифровка маркировки:

• XC4036 — модель FPGA семейства XC4000 (≈36 000 «системных вентилей»)
• XL — High-performance Low-voltage варианта (3.3 В)
• -1 — скоростной ранг (speed grade), где -1 = самая быстрая версия
• HQ304 — тип корпуса: PQFP (Plastic Quad Flat Pack), 304 вывода
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C)

Микросхема снята с производства (EOL), но всё ещё встречается у дистрибьюторов и в составе старого оборудования (телеком, промышленность, медицинская техника).

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Xilinx XC4000XL | | Системных вентилей (max) | ≈36 000 | | CLB (Configurable Logic Blocks) | 1 296 | | Логических блоков (модулей) | 2 × 4-входовых LUT + 2 триггера на CLB | | Триггеры/регистры (FF) | 3 072 | | Матрица логики (LUT, эквивалент) | ~36 K логических вентилей | | Блоки ввода-вывода (IOB) | 256 (макс.) | | Пользовательских I/O | до 256 | | Блочной RAM | нет (в XC4000XL блочной SelectRAM нет — используются CLB для памяти) | | Распределённая RAM | до 25 600 бит (=3 200 × 8 ячеек) | | Напряжение ядра | 3.3 В (±5 %) | | Напряжение I/O | 5 В-совместимые входы (5V tolerant), 3.3 В выходы | | Скоростной ранг | -1 (~ самый быстрый) | | Время задержки (пример CFT) | ~4,5 нс меж CLB | | Макс. частота системной логики | ~150 МГц (у сложных схем) | | Число глобальных тактовых сетей | 4 + 8 «best-clock» буферов | | Конфигурация | SRAM-based (энергозависимая, нужна загрузка при включении) | | Режимы конфигурации | Master Serial, Slave Serial, SelectMAP | | Потребление (тип.) | до 1–2 Вт в зависимости от нагрузки | | Корпус | PQFP-304 (Plastic Quad Flat Pack 304 pin) | | Рабочая температура диапазон | Коммерческая: 0…+70 °C (кристалла: 0…+85 °C) |

Основные особенности архитектуры

• SRAM-конфигурируемая логическая матрица с подвижной структурой маршрутизации
• CLB: две 4-входовых lookup-таблицы (LUT) + триггеры (можно как D или T)
• Широкие функции (wide FUNC): мультиплексоры, carry-логика, булевы функции 9 из много входов
• Встроенные:
  • быстрые carry-цепочки (для сумматоров, счётчиков)
  • тактовые сети с малым разбегом (skew <1 нс через BUFGLS)
  • 5 V-толерантные I/O (важно для смешанных 5V/3.3V систем)
  • IEEE 1149.1 JTAG (Boundary Scan)
• Поддержка каскадирования и проектов с перенастройкой on-the-fly для FPGA (SelectMAP)

Парт-номера / артикулы логического уровня

Xilinx выпускает массу вариаций markation — вот основные близкие:

Прямое семейство XC4036:

| Парт-номер | Корпус | Rank | T° | |---|---|---|---| | XC4036XL-09HQ304C, -1, -2, -3 | PQFP-304 | разные | C | | XC4036XL‑1BG352C, -2BG352C | PBGA-352 | -1/-2 | C | | XC4036XL-1BGG352C/–2 | BGA Pb-free | | C | | XC4036XL-1HQ304I, -2I | PQFP-304 | -1/-2 | I (Industrial 40 ... +85°C) | | XC4036XL-3HQ304C | PQFP-304 | -3 (произв.) | C | | XC4036E-*-HQ208 (родств.) | PQFP-208 | возм. | C/I |

Обратите внимания: маркировка ‑1 = speed grade, окончание C = компмерч., I = индустр., M = воен.

Также близкие по «родительском» именованию:

• XC4036EX-1HQ304C / EX относится уже к ветке позже–> Series 4000E
• XC4036XLA-... (без XL более н/д)

Аналоговая/совместимая замена на уровне PCB: полный pin-to-pin аналог из того же 4000XL-семейства: XC4036XL в том же корпусе. Совместимы между собой только варианты XC4036XL в одинаковом корпусе.

Совместимые (и функционально замещающие) модели

Внутри самой серии 4000XL (родственные с точки зрения архитектуры/inflows):

• XC4003XL, XC4005XL, XC4008XL, XC4010XL, XC4013XL, XC4020XL, XC4025XL, XC4028XL, XC4036XL, XC4044XL, XC4052XL, XC4062XL, XC4085XL — тик же семейства (замена только в пределах своего плотностного диапазона на другой кристалл или напрямую)

Прямые альтер-факты по цифровой функциональности от других семейств (дорогая переделка PCB) могут служить:

• XC4000E / XC4000EX/EL (отличается напряжением ядра 5 В для E/EX, and поэтому на PCB неприемлемы)
• Spartan‑XL (Spartan XCS серии «XL» например XCS10XL, XCS20XL, XCS30XL etc.) — фактически одно и то же ядро 4000XL с переименованным торговым названием→ лучшее продолжение по роду и по библиотеке, но уже не pin-совместимо.

Так что правильными сов. считаются:

• техническая совместимость по прошей: только FPGA серии 4000XL, диапазон speed/in/fast как у исходного чипа;
• pin-to-pin аналог между одинаковыми корпусами PLA 304 (HQ304): любого другого чипа серии 4000XL в том же функциональном числе CB и с нужным рангом времени (пример если был -2 x -> ‑2).

Если нужна современная замена PCB-ориентированная, обычно используют трансиверочную конвертацию на Spartan‑3AN/Spartan‑6 по фирм-«конвертерам» in the same design.

Области применения

• Урегулирование и эмуляция ранее снятой с производства логики
• Телекоммуникационное оборудование конца 90–начала 2000-х
• Прототипирование интерфейсов, устройств управления
• PCI/контроллеры расширения раннее использ на legacy платформах
• Замена фиксированной логики (ASIC-до-прод)
• «Discontinued redesign» мосты конвертации 5 V ↔ 3.3 V на готовых платах

Коротко

XC4036XL-1HQ304C — быстрая (rank -1) 3.3 В FPGA семейства 4000XL на ≈36 000 системных вентилей, ~1 296 CLB, ~256 пользовательских I/O, корпус PQFP-304 коммерческого уровня задач; сейчас EOL. Pin‑compatible и близкие по каталогу — другие члены ряда XC40xxXL и другие варианты корпусов того же 4036 кристалла (BG352 и same PLCCHQ). Её родственный продолжа коммерческий — Spartan‑XL / Spartan‑II для новых разработок.

Если нужна конкретика сравнит. рядов таблиц по 4036 чипа (в этом же ряду и -2,-3c/i/м какая задержка мах частей) – могу посчитать.