Xilinx XC4044XL-09BG432C

Отличный выбор! Xilinx XC4044XL-09BG432C — это классический FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) из знаменитого семейства Xilinx XC4000, которое было флагманским в 1990-х и начале 2000-х годов. Сейчас это устройство считается устаревшим (Obsolete), но до сих пор используется в поддержке старых систем.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

XC4044XL — это FPGA среднего размера (по меркам своего времени) из серии XC4000XL. Ключевые особенности серии:

• Техпроцесс: 0.35 микрон.
• Напряжение питания: 3.3В (логическое ядро и ввод-вывод). Это было одним из главных преимуществ серии "XL" по сравнению с оригинальной серией XC4000 (5В).
• Архитектура: Основана на конфигурируемых логических блоках (CLB), соединенных программируемой матрицей соединений.
• Конфигурация: Загружается из внешней памяти (PROM) при включении или по команде. Поддерживает несколько режимов конфигурации.
• Корпус: BG432 — пластиковый корпус с шариковой решеткой (BGA) с 432 выводами. Это был передовой корпус для того времени.

Детальная расшифровка маркировки: XC4044XL-09BG432C

• XC — Продукт Xilinx.
• 4 — Семейство XC4000.
• 044 — Код размера устройства (примерный эквивалент 44 000 "системных вентилей" или 44 000 "ворот").
• XL — Серия с низким энергопотреблением и напряжением 3.3В.
• -09 — Скоростная категория. -09 означает максимальную задержку на логический элемент около 9 нс (более быстрые версии были -08, -07 и т.д.).
• B — Тип корпуса (BGA).
• G — Диапазон рабочих температур: Коммерческий (0°C до +70°C). (I — индустриальный, M — военный).
• 432 — Количество выводов в корпусе.
• C — Версия корпуса (RoHS-совместимый, без свинца). Важно: оригинальные версии могли иметь суффикс без "C".

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx XC4000XL | | Логическая емкость | ~44,000 "системных вентилей" (примерно 2,000 CLB) | | Конфигурируемые логические блоки (CLB) | Около 2,048 CLB. Каждый CLB содержит два 4-входовых LUT (таблицы поиска) и может реализовать широкий набор логических функций. | | Триггеры (Flip-Flops) | Около 4,096 (по два на каждый CLB). | | Блоки RAM (блоки памяти) | 128 блочных RAM (Block RAM) по 32 бита каждый, которые могут быть сконфигурированы как RAM, ROM или FIFO. | | Программируемые линии задержки | Присутствуют, для управления временными параметрами. | | Ввод-вывод (I/O) | До 288 пользовательских линий ввода-вывода (в корпусе BG432). | | Напряжение питания ядра (Vccint) | +3.3В (±5%) | | Напряжение ввода-вывода (Vccio) | +3.3В (совместимо с 5В через специальные цепи терпимости к 5В) | | Скоростной сорт | -09 (скоростной) | | Максимальная тактовая частота | Для внутренней логики может превышать 80 МГц (зависит от проекта). | | Технология конфигурации | SRAM-based. Требует внешнего ПЗУ для загрузки при включении. | | Корпус | BG432 - Ball Grid Array, 432 шариковых вывода. | | Температурный диапазон | Коммерческий (C): 0°C до +70°C |

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги (в зависимости от доступности и требований):

• XC4044XL-09BG432I — Индустриальный температурный диапазон (-40°C до +85°C). Прямая функциональная замена, если требуется расширенный температурный режим.
• XC4044XL-08BG432C — Более быстрая версия (-08). Прямая замена для повышения производительности.
• XC4044XL-09BG432 (без "C") — Более старая версия корпуса, возможно, с содержанием свинца. Функционально идентична.
• XC4044XL-09HQ432C — Корпус HQ432 (CQFP, Quad Flat Pack с тепловым рассеивателем). Механически несовместим с BGA! Но логически и по выводам — совместим, если переразвести плату.

2. Совместимые модели в рамках семейства (альтернативы по емкости):

• Меньшая емкость: XC4036XL, XC4028XL — Имеют меньше CLB и выводов. Требуют проверки соответствия корпуса и количества I/O.
• Большая емкость: XC4052XL, XC4062XL, XC4085XL — Имеют больше ресурсов. Важно: У моделей большей емкости в корпусе BG432 может быть разное количество активных I/O (не все 288 используются). Требуется тщательная проверка datasheet и pinout.

3. Современные аналоги (для новых разработок — требуют полного перепроектирования): Для новых проектов настоятельно рекомендуется использовать современные семейства Xilinx (ныне AMD):

• Spartan-6 (устаревающий, но более доступный) — например, XC6SLX45.
• Spartan-7 / Artix-7 (серия 7, более современная) — например, XC7A35T, XC7S50.
• Для прямого перевода кода потребуется полная переразработка, так как архитектура и инструменты (ISE -> Vivado) кардинально отличаются.

Важные примечания для инженеров:

1. Статус: Obsolete (снят с производства). Приобретение возможно только на вторичном рынке или через дистрибьюторов, распродающих остатки.
2. Инструменты: Для разработки под XC4000 требуется старая версия Xilinx ISE (версии 10.1 или старше). Современный Vivado не поддерживает это семейство.
3. Программаторы: Потребуется соответствующий программатор (например, Platform Cable USB), совместимый с старыми FPGA.
4. Конфигурационные ПЗУ: Необходимы совместимые последовательные ПЗУ (например, Xilinx XC18V00 series или совместимые).

Это устройство — важная часть истории развития программируемой логики, и его можно встретить в старом промышленном, телекоммуникационном и научном оборудовании.