Xilinx XC2S50E-6TQ144C — описание и характеристики

Общее описание

XC2S50E-6TQ144C — это FPGA (ПЛИС) из семейства Spartan-IIE компании Xilinx (ныне AMD Xilinx). Семейство Spartan-IIE было представлено в начале 2000-х годов как обновление Spartan-II с увеличенным объёмом логики, улучшенной производительностью и поддержкой более широкого набора I/O-стандартов. Микросхемы этого семейства широко применялись в телекоммуникационном оборудовании, промышленной автоматизации, потребительской электронике и встраиваемых системах.

Чип построен на базе КМОП-техпроцесса 0,15 мкм и ориентирован на задачи средней сложности: цифровая обработка сигналов, управление периферией, интерфейсные мосты, прототипирование.

Расшифровка обозначения

| Часть | Значение | |-------|----------| | XC2S50E | Xilinx CPLD/FPGA, семейство Spartan-IIE, ~50 тыс. системных вентилей | | -6 | Скоростная категория (speed grade 6 — самая быстрая в линейке) | | TQ144 | Тип корпуса: TQFP-144 (Thin Quad Flat Pack, 144 вывода) | | C | Коммерческий температурный диапазон (0…+85 °C) |

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |----------|----------| | Семейство | Spartan-IIE | | Системных вентилей | 50 000 | | Логических ячеек (LC) | 1 728 | | Конфигурируемых логических блоков (CLB) | 384 | | Триггеров (Flip-Flops) | 1 728 | | Блоков распределённой RAM | 24 Кбит | | Блоков Block RAM | 4 блока × 4 Кбит = 16 Кбит (всего 2 Кбит×8?) — см. уточнение ниже | | Умножителей | нет (в Spartan-IIE отсутствуют DSP-блоки) | | DLL (Digital Clock Manager) | 4 | | Макс. число пользовательских I/O | 92 (из 144 выводов корпуса) | | Напряжение ядра (VCCINT) | 1,8 В | | Напряжение I/O (VCCO) | 1,8 / 2,5 / 3,3 В (мультистандартные I/O) | | Конфигурационная память | внешняя (PROM/Flash) | | Техпроцесс | 0,15 мкм CMOS | | Корпус | TQFP-144 (20×20 мм, шаг 0,5 мм) | | Температурный диапазон | 0…+85 °C (коммерческий) | | Тип монтажа | SMD |

📌 *Примечание: Block RAM в Spartan-IIE XC2S50E — *4 Кбит total организованной как 4 блока × 1 Кбит? Уточните по DS001. Фактически у XC2S50E: Distribributed RAM 24 Кбит, Block RAM 32 Кбит (4 × 8 Кбит). Данные лучше сверить с официальным datasheet DS001.

Особенности

• Поддержка LVCMOS, LVTTL, PCI, GTL, GTL+, SSTL, HSTL, LVDS (ограниченно)
• Четыре DLL для устранения перекоса тактовых сигналов и умножения/деления частоты
• Встроенная поддержка граничного сканирования JTAG (IEEE 1149.1)
• Конфигурирование через последовательный/параллельный интерфейс или JTAG
• Поддержка "SelectMAP" и "Slave Serial" режимов
• Стоимость: бюджетное семейство (на момент выпуска)

Парт-номера (Ordering Part Numbers)

Основные варианты заказа данной микросхемы:

| Парт-номер | Описание | |-----------|----------| | XC2S50E-6TQ144C | Speed grade -6, TQFP-144, Commercial (0…85 °C) | | XC2S50E-6TQ144I | Speed grade -6, TQFP-144, Industrial (-40…100 °C) | | XC2S50E-6FG256C | Speed grade -6, FBGA-256, Commercial | | XC2S50E-6FG256I | Speed grade -6, FBGA-256, Industrial | | XC2S50E-6PQ208C | Speed grade -6, PQFP-208, Commercial | | XC2S50E-6PQ208I | Speed grade -6, PQFP-208, Industrial | | XC2S50E-6FT256C | Speed grade -6, FTBGA-256, Commercial | | XC2S50E-6FT256I | Speed grade -6, FTBGA-256, Industrial | | XC2S50E-7TQ144C | Speed grade -7 (более медленный), TQFP-144 | | XC2S50E-7TQ144I | Speed grade -7, TQFP-144, Industrial |

Также существуют варианты с префиксами XCS (для инженерных образцов) и маркировкой Xilinx-commercial/industrial.

Совместимые модели и родственные микросхемы

Внутри семейства Spartan-IIE (pin-to-pin совместимы в некоторых корпусах):

• XC2S50E
• XC2S100E
• XC2S150E
• XC2S200E
• XC2S300E
• XC2S400E
• XC2S600E

Конфигурационные микросхемы (совместимые Platform Flash):

• XCF01S
• XCF02S
• XCF04S
• XC17S50A (для последовательной конфигурации)

Предыдущее поколение (Spartan-II, не pin-to-pin, но архитектурно близкое):

• XC2S15, XC2S30, XC2S50, XC2S100, XC2S150, XC2S200

Следующее поколение (Spartan-3, другой корпус/архитектура):

• XC3S50, XC3S100E, XC3S200 и т.д.

Средства разработки:

• Xilinx ISE (Internet Edition / WebPACK) — версии до 14.7 включительно
• iMPACT для программирования
• ChipScope Pro для отладки

Применение

• Промышленные контроллеры и PLC
• Интерфейсные мосты (PCI, USB, Ethernet MAC)
• Системы обработки видео и изображений (низкого/среднего разрешения)
• Телекоммуникационное оборудование (мультиплексоры, коммутаторы)
• Встраиваемые системы реального времени
• Прототипирование ASIC/SoC replacements

Примечания к выбору

1. Speed grade (-6 медленнее, чем -7? — нет: у Xilinx -6 = самая быстрая в Spartan-IIE? Уточняйте: обычно -5 самое быстрое, -7 самое медленное. Для Spartan-IIE самые быстрые — -5, затем -6, затем -7. Ниже — самые быстрые; -6 — средний/быстрый вариант.)
2. Температура: суффикс C — commercial, I — industrial.
3. Микросхема снята с производства (EOL); рекомендуется миграция на Spartan-3E / Spartan-6 / Artix-7 или закупка у поставщиков складских остатков.
4. Требуется внешняя конфигурационная PROM.

Если нужно, могу:

• составить таблицу сравнения XC2S50E с аналогами Altera/Cyclone или с Spartan-3;
• подсказать схему подключения типового kit (JTAG + PROM);
• дать рекомендации по замещению снятой с производства микросхемы.