Xilinx XC5210-6PQ160I — Описание и технические характеристики

Описание

XC5210-6PQ160I — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства XC5200 компании Xilinx (ныне — подразделение AMD). Семейство XC5200 было представлено в середине 1990-х годов как усовершенствованная альтернатива семейству XC4000 с оптимизированной архитектурой для логического синтеза и меньшей стоимостью на вентиль.

Микросхема выполнена по КМОП-технологии и предназначена для реализации цифровой логики средней и высокой степени интеграции: контроллеров, интерфейсов, DSP-блоков умеренной сложности, glue-logic и т. п.

Расшифровка парт-номера

| Поле | Значение | Расшифровка | |------|----------|-------------| | XC | Xilinx CPLD/FPGA | Префикс производителя | | 52 | Семейство XC5200 | Серия FPGA | | 10 | Ёмкость | ~10 000 логических вентилей (системных вентилей) | | -6 | Скоростной грейд | Самый быстрый грейд в семействе (6 нс задержка, «-6») | | PQ | Тип корпуса | Plastic Quad Flat Pack (PQFP) | | 160 | Число выводов | 160-выводный корпус | | I | Температурный диапазон | Industrial (−40 °C … +85 °C) |

Технические характеристики

Логическая ёмкость

• Системных вентилей: ~10 000
• Логических блоков (LC / Configurable Logic Blocks): 324
• Триггеров (flip-flops): 324
• Таблиц истинности (LUT): 4-входовые LUT (по одной на LC)
• Максимум пользовательских I/O: 124

Конфигурационная память

• Тип: SRAM (конфигурация «летучая», загружается при включении)
• Загрузка через: master/slave serial, master/slave parallel, JTAG

Корпус

• Тип: PQFP (Plastic Quad Flat Package)
• Число выводов: 160
• Шаг выводов: 0,5 мм

Питание и температура

• Напряжение ядра (Vcc): 5 В ± 5 %
• Напряжение I/O (Vcc): 5 В, совместимость с TTL/CMOS
• Потребляемая мощность: зависит от загрузки, ~0,5–1,5 Вт
• Рабочая температура: −40 °C … +85 °C (industrial)

Скоростные характеристики (-6)

• Внутренняя частота переключения: до ~70–100 МГц (зависит от дизайна)
• Задержка прохождения через LUT: ~2,5 нс
• Задержка setup на триггере: ~2,0 нс
• Максимальная тактовая частота CLB: ~110 МГц (при благоприятных условиях)

Особенности архитектуры

• 4-входовые LUT с одноуровневой архитектурой (первые FPGA, где использовалась LUT-структура вместо мультиплексоров вентильной матрицы)
• Локальные и глобальные линии маршрутизации
• Программируемые блоки ввода-вывода (IOB) с поддержкой трёхстабильных выходов
• Возможность асинхронного и синхронного сброса/установки триггеров

Совместимые / родственные парт-номера

По скорости и корпусу (наиболее близкие)

• XC5206-6PQ160I — младшая (6k вентилей)
• XC5210-5PQ160I — тот же кристалл, скорость -5 (медленнее)
• XC5210-6PQ160C — commercial (0…+70 °C)
• XC5210-6PQ208I — 208-выводный PQFP
• XC5210-6TQ144I — TQFP-144
• XC5210-6BG225I — BGA-225

Родственная серия XC5200

• XC5202, XC5204, XC5206, XC5210, XC5210A — младшие модели семейства
• XC5215, XC5220, XC5225 — старшие модели (до ~25 000 вентилей)

Функциональная замена (семейства — аналоги по нише)

• Xilinx XC4000E / XC4000X — более мощная серия
• Altera FLEX 8000 / FLEX 10K — прямые конкуренты того же времени
• Altera ACEX 1K / FLEX 10KE — также 5 В/3,3 В аналоги
• Xilinx Spartan (все серии) и XC3000 — более академические аналоги

Конфигурационные ПЗУ (для загрузки)

• Xilinx XC1700 (серия конфигурационных PROM): XC1716, XC17256 и др.
• XC1777, XC17128 и др. параллельные/последовательные PROM
• ~~Xilinx System ACE~~ (не поддерживается напрямую, слишком схемал)

Программное обеспечение (историческое)

• Xilinx Foundation Series (устарело)
• Xilinx ISE Design Suite 6.x–10.x (совместимо, семейство поддерживалось вплоть до пе ... ISE 10.1)
• Современный Vivado не поддерживает семейство XC5200 — нужен только ISE и старая лицензия

Важные предостережения

1. Семейство XC5200 снято с производства (End-of-Life) достаточно давно (~beginning-2010s окончательно). Микросхемы сейчас доступны у брокеров и на рынке вторичной электроники.
2. Суффикс «I» важен: это индустриальный температурный диапазон, а не commercial.
3. Конфигурация SRAM-типа — после каждого включения требуется перезагрузка из внешнего PROM.
4. Напряжение 5 В — несовместимо с современными магистралями 1,8–3,3 В без преобразователей уровней (для сигналов I/O — VDDO 5 В, требует согласования).

Если нужно, могу оформить в виде табличной карточки для внутренней базы знаний (MD/CSV), либо сравнить с современными заменами по количеству LUT/I/O.