Xilinx XCV150-5PQ240I

Отличный выбор! XCV150-5PQ240I — это представитель легендарной серии Virtex® от Xilinx (ныне AMD), одного из первых и самых успешных семейств ПЛИС (FPGA). Давайте разберем его подробно.

Краткое описание

XCV150 — это ПЛИС (FPGA) из первого поколения семейства Virtex, выпущенного в конце 1990-х — начале 2000-х годов. Это была высокопроизводительная платформа для своего времени, предназначенная для сложных логических и цифровых систем. Микросхема построена на основе SRAM-технологии (конфигурация загружается при каждом включении) и предлагала значительные по тем временам логические ресурсы, встроенную блочную память (BlockRAM) и программируемую ввод-выводную систему.

Основное назначение в свое время: Сложные протоколы связи (ATM, Ethernet), цифровая обработка сигналов (DSP), прототипирование ASIC, телекоммуникационное оборудование, высокопроизводительные вычисления.

Важное примечание: Эта микросхема является устаревшей (Obsolete). Xilinx (AMD) прекратила ее производство и прямую поддержку много лет назад. Она представляет интерес в основном для поддержки унаследованных (legacy) проектов, ремонта старого оборудования или для образовательных/исторических целей.

Декодировка маркировки: XCV150-5PQ240I

• XC — Префикс Xilinx для семейств FPGA/CPLD.
• V — Семейство Virtex.
• 150 — Модель, указывающая на количество логических ячеек (~150 тысяч системных ворот).
• -5 — Скоростной сорт. "-5" означает самую высокую производительность в линейке Virtex (самое низкое время задержки в логических элементах и блоках ввода-вывода).
• PQ240 — Тип корпуса. "PQ" = Plastic Quad Flat Pack (пластиковый плоский квадратный корпус с выводами по четырем сторонам). "240" — количество выводов.
• I — Диапазон рабочих температур. "I" = Industrial (-40°C до +100°C, температура корпуса). Это отличает его от "C" = Commercial (0°C до +85°C).

Технические характеристики (кратко)

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx Virtex (Первое поколение) | | Логические ячейки (CLB) | 1,536 (каждая CLB содержит 2 среза по 4 LUT + триггеры) | | Эквивалентные системные ворота | ~150,000 | | Макс. пользовательские I/O | 180 (для корпуса PQ240) | | Блочная RAM (BlockRAM) | 32 блока по 4 Кбит = 128 Кбит (16 КБ) | | Уровни задержки (Speed Grade) | -5 (самый быстрый), -6, -4 (самый медленный) | | Напряжение ядра (Vccint) | 2.5 В (характерно для Virtex 1-го поколения) | | Напряжение ввода-вывода (Vcco) | 3.3 В (поддерживает смешанные стандарты: LVTTL, LVCMOS, PCI и др.) | | Тактовая частота (макс.) | До ~200 МГц (сильно зависит от сложности проекта и пути) | | Техпроцесс | 0.22 мкм / 0.18 мкм | | Конфигурация | SRAM-based (требует внешней конфигурационной ПЗУ при включении) | | Рабочая температура | Industrial: -40°C до +100°C (T_case) |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

При поиске аналога или замены важно учитывать полную маркировку, так как разные суффиксы означают разные условия.

1. Прямые аналоги (разные температурные диапазоны и корпуса):

• XCV150-5PQ240C — Прямой аналог, но для коммерческого диапазона (0°C до +85°C). Функционально идентичен, но не подходит для жестких температурных условий.
• XCV150-4PQ240I — Более медленная версия (-4) в том же индустриальном корпусе.
• XCV150-6PQ240I — Более медленная версия (-6).
• Варианты в других корпусах с тем же количеством I/O (например, HQ240 - корпус с термораспределителем) или с другим количеством выводов (BG352 - 352 вывода, FG456 - 456 выводов). Модель XCV150 была доступна в них.

2. Функционально эквивалентные модели в том же семействе:

Модели Virtex с близким или большим количеством ресурсов в корпусе PQ240:

• XCV100-PQ240 (меньше ресурсов)
• XCV200-PQ240 (больше ресурсов)
• XCV300-PQ240 (больше ресурсов) Важно: Переход на другую модель требует проверки распиновки (pinout) и перекомпиляции проекта с указанием новой мишени (target device) в ПО. Прямой drop-in замены (без перепайки и перепрошивки) нет.

3. Совместимые модели для новых разработок (Миграция):

Для новых проектов настоятельно рекомендуется переходить на современные семейства. Прямой аппаратной замены нет, но можно подобрать модель с похожими или превосходящими характеристиками.

• Рекомендуемый путь миграции от Xilinx (AMD):
  • Spartan-6 (также устарел, но моложе и доступнее) — как более современный аналог начального уровня.
  • Artix-7 — современное семейство для стоимостно-оптимизированных решений с низким энергопотреблением.
  • Spartan-7 — самое современное стоимостно-оптимизированное семейство.
• Ключевые отличия современных FPGA:
  • Напряжение ядра: 1.0В - 1.2В.
  • На порядки больше логики, памяти, DSP-блоков.
  • Высокоскоростные сериализаторы/десериализаторы.
  • Современные интерфейсы ввода-вывода (DDR3/4, LVDS и т.д.).
  • Совершенно другое ПО для разработки (Vivado вместо устаревшего ISE).

Программное обеспечение для разработки

Для работы с XCV150 требуется Xilinx ISE (Integrated Software Environment) версии 10.1 или старше. Современный Vivado это семейство не поддерживает. ISE можно найти в архивах на сайте AMD (Xilinx).

Вывод

XCV150-5PQ240I — это исторически важная, высокопроизводительная для своего времени FPGA, которая сегодня является устаревшим компонентом. Ее использование оправдано только для поддержки старых систем. При создании новых проектов необходимо рассматривать современные семейства AMD Xilinx (Artix-7, Spartan-7) или решения от других производителей (Intel (Altera), Lattice, Microchip).