Xilinx XC2S100E-7TQG144C

Описание

XC2S100E-7TQG144C — это FPGA (Field-Programmable Gate Array) из семейства Spartan-IIE производства компании Xilinx (ныне часть AMD). Семейство Spartan-IIE было представлено в начале 2000-х годов как бюджетное решение для массовых приложений, требующих высокой логической плотности при низкой стоимости. Микросхема построена на базе архитектуры Spartan-II с улучшениями по производительности и наличием блочной памяти.

Чип предназначен для реализации цифровой логики «на месте» — от простых устройств управления до цифровой обработки сигналов, интерфейсов и встраиваемых систем.

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Производитель | Xilinx (AMD) | | Семейство | Spartan-IIE | | Серия | XC2S100E | | Корпус | TQG144 (TQFP, 144 вывода, шаг 0.5 мм) | | Температурный диапазон | Commercial (0…+85 °C) | | Speed Grade | -7 (высокое быстродействие в семействе) | | System Gates | ~100 000 | | Logic Cells | 2 700 | | Configurable Logic Blocks (CLB) | 600 | | Максимум блоков RAM (Block RAM) | 10 | | Объём Block RAM | 40 Kbit (10 × 4 Kbit) | | Distributed RAM | 38 400 бит | | Триггеры (Flip-Flops) | 2 400 | | Максимум пользовательских I/O | 92 | | Напряжение ядра (VCCINT) | 1.8 V | | Напряжение I/O (VCCO) | 3.3 V (совместимо с 2.5 V, 1.8 V) | | Стандарты I/O | LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL, GTL+, SSTL, HSTL | | Конфигурация | SRAM (загружается извне при включении) | | Ёмкость конфигурации | ~ 559 Kbit (битстрим) | | Поддержка DLL | 4 DLL (для тактирования) | | Множители/делители тактовой частоты | до ×4 / ÷4 через DLL | | Multipliers (18×18) | отсутствуют (появились в Spartan-3) | | JTAG | IEEE 1149.1 Boundary Scan |

Особенности архитектуры

• CLB: каждый CLB состоит из 4 слайсов (Slice), содержащих LUT (2 × 4-input LUT на суппорт), триггеры, логику переноса.
• Block SelectRAM: двухпортовые блоки по 4096 бит каждый,可用于 буферизации данных и памяти FIFO.
• DLL (Delay Locked Loop): низкий джиттер, умножение/деление частоты, фазовый сдвиг.
• Routing: многоуровневая матрица соединений (local, long-line, hex-line).
• Может конфигурироваться через JTAG, Master/Slave Serial, SelectMAP.
• Отсутствует встроенная флеш-память — требуется внешняя конфигурационная PROM.

Расшифровка парт номера

XC2S100E — 7 — TQG144 — C
 |   |  |  |    |      |
 |   |  |  |    |      └── Температурный диапазон: C = Commercial (0..85 °C)
 |   |  |  |    |          Также: I = Industrial (-40..100 °C)
 |   |  |  |    └───────── Корпус: TQG144 = TQFP, 144 pin, бессвинцовый (G = Green/RoHS)
 |   |  |  └────────────── Speed Grade: -7 (более быстрый), также: -6, -7
 |   |  └─────────────── Серия: 100E ≈ эквивалент 100 000 системных вентилей
 |   └────────────────── Подсемейство: S = Spartan
 |                       XC2 = второго поколения CPLD/FPGA Xilinx
 └────────────────────── Xilinx

Парт номера и варианты исполнения семейства XC2S100E

| Парт-номер | Корпус | Пины | Temp | Speed | |---|---|---|---|---| | XC2S100E-6TQ144C | TQFP | 144 | C | -6 | | XC2S100E-6TQ144I | TQFP | 144 | I | -6 | | XC2S100E-7TQ144C | TQFP | 144 | C | -7 | | XC2S100E-7TQ144I | TQFP | 144 | I | -7 | | XC2S100E-7TQG144C | TQFP (RoHS) | 144 | C | -7 | | XC2S100E-6TQG144C | TQFP (RoHS) | 144 | C | -6 | | XC2S100E-6FT256C | FTBGA | 256 | C | -6 | | XC2S100E-6FT256I | FTBGA | 256 | I | -6 | | XC2S100E-7FT256C | FTBGA | 256 | C | -7 | | XC2S100E-7FG256C | FBGA (RoHS) | 256 | C | -7 | | XC2S100E-6PQ208C | PQFP | 208 | C | -6 | | XC2S100E-6PQG208C | PQFP (RoHS) | 208 | C | -6 | | XC2S100E-7PQ208C | PQFP | 208 | C | -7 |

Обозначения корпусов Xilinx Spartan-IIE:

• TQ / TQG = Thin Quad Flat Pack (0.5 mm pitch) — 144 pin
• PQ / PQG = Plastic Quad Flat Pack — 208 pin
• FT / FG = Fine Pitch Ball Grid Array (1.0 mm) — 256 pin
  Буква G в суффиксе = RoHS (без свинца).

Совместимые модели (по распиновке/семейству)

Внутри семейства Spartan-IIE — полная совместимость по распиновке:

• XC2S50E (50K вентилей)
• XC2S100E (100K) ← данная
• XC2S150E (150K)
• XC2S200E (200K)
• XC2S300E (300K)

В одном и том же корпусе (например, TQ144 или FT256) младшие и старшие члены семейства Spartan-IIE пин-совместимы, что позволяет мигрировать между ними без изменения платы.

Пин-совместимая замена в семействе Spartan-II (без «E»):

• XC2S100-6TQ144C и др. — при близкой распиновке (требует проверки, т.к. питание ядра 2.5 В у Spartan-II).

Более поздние семейства Xilinx (не пин-совместимы, но могут выполнять ту же функцию после перепроектировки):

• Spartan-3 (XC3Sxxx)
• Spartan-3E (XC3SxxxE)
• Spartan-6 (XC6SLX…)

Рекомендуемая конфигурационная микросхема:

• XCF01S, XCF02S, XCF04S — Platform Flash PROM семейства Xilinx, оптимизированные для Spartan.

Применение

• Промышленная автоматизация и управление
• Цифровая обработка сигналов (базовая)
• Интерфейсные мосты (PCI, UART, Ethernet MAC softcore)
• Встраиваемые вычислители
• Учебные и демонстрационные платы
• Связь, телекоммуникации

Примечания

• Чип устаревший — Xilinx официально перевёл Spartan-IIE в статус End-of-Life (EOL) несколько лет назад. Рекомендуется для новых разработок использовать Spartan-6 или Spartan-7 с переносом дизайна через ISE/PlanAhead.
• Для программирования нужен загрузчик Xilinx Platform Cable USB / Parallel Cable IV и ПО Xilinx ISE Design Suite (последняя поддерживающая версия — 14.7).
• Питание: VCCINT = 1.8 В ±5 %, VCCAUX = 2.5 В, VCCO = 3.3 В (usuels).

Если нужно, могу дополнительно выдать распиновку корпуса TQ144, таблицу Bank/IO voltages или схему подключения к конфигурационной PROM XCF02S.