Xilinx XC2S100-5PQG208C

Описание

XC2S100-5PQG208C — это FPGA (Field Programmable Gate Array) из семейства Spartan-II компании Xilinx (ныне AMD). Семейство Spartan-II было представлено в 1998 году как недорогое решение для массовых применений, ставшее преемником Spartan/XC4000. Микросхема построена на базе архитектуры Virtex-II (упрощённой), изготавливается по КМОП-технологии с 6 слоями металлизации.

Основное назначение — цифровая обработка сигналов, встраиваемые системы, промышленная автоматизация, телекоммуникационное оборудование, автомобильная электроника.

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Spartan-II | | Логических ячеек (Logic Cells) | 2700 | | System Gates | ~100 000 | | Configurable Logic Blocks (CLB) | 600 (1200 slices) | | Slice Flip-Flops | 2400 | | Распределённая RAM | 38 464 бит (до 75 Кбит) | | Block RAM | 5 блоков × 4096 бит = 40 Кбит | | Эквивалент вентилей | 100K системных | | Умножители (Multipliers) | Нет (появляются только с Spartan-3) | | DLL (Digital Clock Manager) | 4 CLKDLL | | Глобальные тактовые линии | 4 | | Пользовательских I/O | 140 | | Напряжение ядра (VCCINT) | 2.5 В | | Напряжение I/O (VCCO) | 3.3 В / 2.5 В / 1.8 В | | Скоростной грейд | -5 (стандартный) | | Корпус | PQG208 — PQFP, 208 выводов | | Рабочая температура | C (Commercial): 0°C … +85°C (junction) | | Безсвинцовый (Pb-free) | Да (суффикс G) | | Конфигурация | SRAM, загружается из внешней памяти | | Цоколёвка конфигурации | Slave Serial, Master Serial, SelectMAP |

Обозначение парт-номера

XC2S100 - 5 PQ G 208 C
 │      │ │  │ │   │  │
 │      │ │  │ │   │  └─ температурный диапазон (C = Commercial)
 │      │ │  │ │   └──── число выводов
 │      │ │  │ └──────── G = Pb-free (green)
 │      │ │  └────────── тип корпуса PQ = Plastic Quad Flat Pack
 │      │ └───────────── скоростной грейд (-5, -6)
 │      └─────────────── размер логики (100)
 └────────────────────── семейство Spartan-II

Совместимые (эквивалентные) модели — Spartan-II, XC2S серия

Ближайшие братья по линейке XC2Sxxx:

• XC2S15-{4,5,6} корпуса: VQ100, CS144, TQ144
• XC2S30-{4,5,6} корпуса: VQ100, CS144, TQ144, PQ208
• XC2S50-{4,5,6} корпуса: PQ208, TQ144, FT256, FG256, CS144
• XC2S100 (полный список корпусов ниже)
• XC2S150-{4,5,6} корпуса: FT256, FG256, PQ208, FG456, BG352
• XC2S200-{4,5,6} корпуса: PQ208, FG256, FT256, FG456, BG352

Все pin-compatible варианты XC2S100:

| Парт-номер | Корпус | Temp | Скорость | |---|---|---|---| | XC2S100-5PQG208C | PQFP-208 | Commercial | -5 | | XC2S100-5PQ208C | PQFP-208 | Commercial | -5 | | XC2S100-5PQG208I | PQFP-208 | Industrial | -5 | | XC2S100-6PQG208C | PQFP-208 | Commercial | -6 | | XC2S100-5TQ144C | TQFP-144 | Commercial | -5 | | XC2S100-5TQG144C | TQFP-144 | Commercial | -5 | | XC2S100-5FG256C | FBGA-256 | Commercial | -5 | | XC2S100-5FGG256C | FBGA-256 | Commercial | -5 | | XC2S100-5FT256C | FBGA-256 | Commercial | -5 | | XC2S100-5BGG352C | BGA-352 | Commercial | -5 |

Pin-to-pin совместимые FPGA других семейств:

• XC2S150-5PQG208C — тот же корпус PQ208, но больше логики (полная pin-совместимость)
• XC2S200-5PQG208C — pin-to-pin замена в корпусе PQ208
• Spartan-II и Spartan-IIE — частично совместимы по корпусам, крейт изменений меньше

⚠️ Важно: При замене увеличивайте скоростной грейд с «‑5» на «‑6» только при наличии запаса по времени работы. Понижение грейда (например −6 → −5) обычно требует изменения временных ограничений (XDC/UCF).

Производительность (типовые харак-ки для грейда -5)

| Параметр | Значение | |---|---| | Макс. тактовая частота CLB | ~200–250 МГц | | Задержка функции 4-LUT | 0.6 нс | | Задержка установки в FF | ~0.9 нс | | Задержка такта до вывода FF | ~5 нс (при VCCO=3.3В) | | Система DLL (CLKDLL) | до 200 МГц |

Конфигурационные данные

• Формат конфигурации: .bit (BIT файл)
• Объём конфигурационной памяти: 616 736 бит (∽ 560 Kbit, память стандарта PROM)
• Типичный Xilinx PROM: XCF01S (1 Мбит), XCF02S (2 Мбит — с запасом)
• Скорости конфигурации: Master Serial (част. до 3.3 МГц внешний/ x CCLK), SelectMAP до 12+ Мбайт/с, Slave Serial.

Пид-восстановление в современной среде

Для разработки под Spartan-II в наше время наиболее доступен путь:

• Xilinx ISE Design Suite 10.1 (не имеено согласно новейшим WebPack ≤ 14.7; Spartan-II поддерживалась лишь в WebPack версий 9.2i — 10.1i, в WebPack после 11 — уже за исключением такой древней платформы). Тут требуют более старых прав/установки лицензии.
• Реальный Programming: JTAG через рядную обвязку — платформа Programmer/Impact
• Альтернатива сегодня — использовать более современные FPGA там, где важны рабочие места разработчика, поско