Xilinx XC2VP30-5FF1152I — описание и характеристики

Общее описание

XC2VP30-5FF1152I — это FPGA (ПЛИС) из семейства Virtex-II Pro компании Xilinx. Это высокопроизводительные FPGA, выпускавшиеся в 2000-х годах, ключевая особенность которых — наличие встроенных аппаратных блоков PowerPC 405 (PPC405) и мульти-гигабитных трансиверов (MGT) на кристалле.

Обозначение парт-номера расшифровывается так:

• XC2VP30 — семейство Virtex-II Pro, логическая ёмкость ~30 000 логических ячеек (прибл. 30K logic cells)
• -5 — скоростной грейд (speed grade –5, стандартный для семейства)
• FF1152 — тип корпуса: Flip-Chip Fine-Pitch BGA, 1152 вывода
• I — индустриальный температурный диапазон (–40 °C…+100 °C, junction)

Технические характеристики (XC2VP30)

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Virtex-II Pro | | Логические ячейки (Logic Cells) | ~30 816 | | System Gates | до 3 млн | | Конфигурируемых логических блоков (CLB) | 3 424 | | Слайсов (Slices) | 13 696 | | LUT (4-input) | ~27 392 | | Триггеры (Flip-Flops) | ~27 392 | | Block RAM | 2 448 Кбит (136 блоков × 18 Кбит) | | Макс. пользовательский I/O | до 644 | | Аппаратные ядра PowerPC 405 | 2 шт. | | Multi-Gigabit Transceivers (MGT) | 8 шт. (RocketIO, до 3.125 Гбит/с) | | Тактовая частота (макс.) | ~ 420 MHz (внутренняя) | | DSP-блоки (умножители 18×18) | 136 | | Напряжение ядра | 1.5 В | | Напряжение I/O | 3.3 В / 2.5 В / 1.5 В (в зависимости от банка) | | Техпроцесс | 130 нм, 9 слоёв меди | | Корпус | FF1152 (Flip-Chip BGA, 1152 pin / 35×35 мм / 1.0 мм pitch) | | Температурный диапазон (I) | –40 °C … +100 °C (TJ) |

Особенности архитектуры

• Два ядра IBM PowerPC 405 (300+ MHz) с кэш-памятью, MMU, интерфейсами OCM, PLB и DCR
• 8 каналов RocketIO™ MGT, до 3.125 Гбит/с на канал
• До 4 блоков цифровых часовых ресурсов DCM и дифференциальных часовых входов
• Встроенные аппаратные умножители 18-bit × 18-bit (XtremeDSP)
• Гибкая конфигурация I/O (LVTTL, LVCMOS, LVDS, LVPECL, PCI, PCI-X, GTL, HSTL, SSTL и др.)
• Поддержка конфигурирования через Platform Flash, SPI, BPI, JTAG
• Температурный сенсор — только внешний (виа XADC нет в этом семействе)

Парт-номера семейства XC2VP30

Ориентировочные парт-номера с корпусом FF1152 и разными speed grade / температурой:

| Парт-номер | Speed | Темп. | |---|---|---| | XC2VP30-5FF1152C | –5 | Commercial (0…+85 °C) | | XC2VP30-5FF1152I | –5 | Industrial (–40…+100 °C) | | XC2VP30-6FF1152C | –6 | Commercial | | XC2VP30-6FF1152I | –6 | Industrial | | XC2VP30-7FF1152C | –7 | Commercial | | XC2VP30-7FF1152I | –7 | Industrial |

Другие исполнения корпуса для XC2VP30: FF896, FF672, FG676, некоторые — в конструкциях FGG, FFG. Варианты температур: C (Commercial), I (Industrial), M (Military, по отдельному заказу).

Полный поиск по маркировке XP / XA (Automotive) в этом семействе встречается крайне редко — Virtex-II Pro в основном коммерческий и индустриальный.

Совместимые модели и аналоги

Pin-compatible (совместимые по корпусу и посадке):

• XC2VP30-FF1152 (все speed grade)
• XC2VP40-FF1152 — другой кристалл, местами и HTB-совместим по питанию, но требует переразводки конфигурационной цепи
• XC2VP50-FF1152
• XC2VP70-FF1152

Близкие по классу FPGA (функциональная замена, но не pin-compatible):

• Virtex-II Pro XC2VP20 / XC2VP40 — больше/меньше ресурсов, один PPC в XC2VP20/40
• Virtex-4 FX (XC4VFX40) — преемник с PPC405, превосходит по IPC и скорости (~500 MHz, но дороже)
• Virtex-5 FXT (XC5VFX70T) — PPC440, ещё быстрее, уже новее поколение
• Antix/Artix-7 + soft-core MicroBlaze — не pin, но идеологический преемник

Схема совместимости: обычно при переходе в FF1152 нужно сверять банки и функции MGT со стороны инструментальным Xilinx ISE / Virtex-II Pro MIG.

Что важно при работе / замене

1. Конфигурационная бит-стри‑стрим XC2VP30-5FF1152C и -I идентичны по содержанию опций, отличаются только условиями эксплуатации.
2. Прошивка обычно идёт через Platform Flash XCFS / XCFP либо SPI PROM.
3. Скорость загрузки: MGT могут работать на восстановлении до 3.125 Гбит/с, но требует соответствующих reference clocks.
4. Питание: 2.5V / 3.3V I/O + 1.5V VCCINT; не перепутать — у Virtex-II Pro чувствителен к порядку и последовательности включения.
5. Инструмент: Xilinx ISE Design Suite последних версий (версия webpack плохо поддерживал 2VP — рекомендуется ISE 14.7, ещё официально держащий Virtex-II Pro).

Резюме

XC2VP30-5FF1152I — FPGA «золотой эпохи» начала 2000-х: 30K логических ячеек, 2 PowerPC-ядра, 8 RocketIO, 2.4 Мбит BRAM — индустриального класса температуры, в корпусе 1152 FF. Pin-совместим по FF1152 со всеми XC2VP30/40/50/70. Для проектов, требующих явного обработчика — стоит рассматривать преемников (Virtex-4/5 FX, или уже MicroBlaze). Но по прямым линии – видимо замены 1-в-1, обычно надо использовать N-to-1 re-design.

Если нужно — приведу цоколёвку банков в FF1152, список differential pairs и схему подтяжек, или таблицу Resource Utilization под ISE.