Xilinx 10XL5VQ100

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для микросхемы Xilinx 10XL5VQ100.

Общее описание

Xilinx Spartan-XL (10XL) 5VQ100 — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) из семейства Spartan-XL, которое было предшественником знаменитого семейства Spartan-II. Эти микросхемы были разработаны компанией Xilinx в конце 1990-х — начале 2000-х годов.

Ключевые особенности эпохи:

• Напряжение питания: 5В (ядро и ввод/вывод). Это отличает их от более современных ПЛИС, работающих от 3.3В, 2.5В или ниже.
• Технология: Основаны на архитектуре XC4000XLA, что обеспечивало хорошее соотношение цены и производительности для своего времени.
• Назначение: Использовались для замены стандартных логических микросхем (TTL, CMOS), реализации контроллеров, интерфейсов, простой обработки сигналов в промышленной, коммерческой и телекоммуникационной аппаратуре.

Технические характеристики (XCA10XL-5VQ100)

• Семейство: Spartan-XL
• Логическая емкость: Приблизительно 10 000 эквивалентных вентилей (это оценочный параметр; реальная емкость зависит от реализации).
• Конфигурационные ячейки (CLB): 100 CLB (Configurable Logic Blocks).
  • Каждый CLB содержит два 4-входовых LUT (таблицы перекодировки) и два триггера.
• Количество выводов (Package): 100 контактов.
• Тип корпуса: VQ100 — пластиковый корпус для поверхностного монтажа с квадратным расположением выводов (Very thin Quad Flat Pack).
• Скорость (Grade): -5 — обозначает скорость работы (это одна из более медленных или стандартных версий в линейке).
• Напряжение питания (Vcc): 5В ±5%.
• Ввод/вывод (I/O):
  • Всего доступных линий ввода/вывода: 63 (из 100 выводов).
  • Поддержка стандартов: TTL (3.3В и 5В), CMOS (5В).
  • Выходная нагрузочная способность: до 12 мА.
• Тактовая частота: Максимальная внутренняя частота могла достигать 80-100 МГц в зависимости от сложности проекта.
• Конфигурация (загрузка программы): Загружалась из внешней последовательной PROM (например, Xilinx XC17/18xx) или микроконтроллера через последовательные (Serial, Slave Serial) или параллельные (SelectMAP) интерфейсы. Конфигурация не сохранялась после выключения питания (технология SRAM).
• Внутренняя память: Каждый CLB мог быть сконфигурирован как ОЗУ 16x1 или 32x1 бит. Общий объем распределенной RAM — до 3200 бит.
• Рабочая температура: Как правило, коммерческий диапазон (0°C до +70°C).

Полный парт-номер (Part Number) и варианты

Полное обозначение следует стандарту Xilinx: XCA10XL<Speed Grade><Package><Temperature Range>

Для данной микросхемы основная комбинация:

• XCA10XL-5VQ100C — наиболее вероятный и распространенный вариант.
  • XC — префикс Xilinx.
  • A — семейство (общее для 4000-й серии).
  • 10XL — модель (емкость).
  • -5 — индекс скорости.
  • VQ100 — тип корпуса на 100 выводов.
  • C — коммерческий температурный диапазон (0°C to +70°C).

Возможные другие варианты для этого чипа:

• XCA10XL-4VQ100C — более быстрая версия (grade -4).
• XCA10XL-5VQ100I — промышленный температурный диапазон (-40°C to +85°C).

Важно: Микросхема могла поставляться в различных вариантах скорости (-4, -5) и температурного диапазона (C, I). Маркировка на корпусе обычно сокращена (например, XCA10XL-5VQ100 C 9832 A).

Совместимые и аналогичные модели

1. Прямые аналоги и замены в том же семействе (Spartan-XL):

• XCA05XL — меньшая емкость (~5K вентилей).
• XCA20XL — большая емкость (~20K вентилей) в корпусе VQ100 (имеет такой же корпус, но другую распиновку!).
• XCA10XL в других корпусах:
  • XCA10XL-5PC84C — корпус PLCC84 (84 вывода, для панельки). Наиболее популярная альтернатива.
  • XCA10XL-5TQ144C — корпус TQFP144 (144 вывода, больше линий I/O).

2. Функциональные аналоги из других семейств Xilinx (требуют перепроектирования и изменения питания):

• Spartan (первое поколение, XCS10/20/30/40) — Более старое семейство, также 5В. Имело схожую архитектуру, но могло отличаться по корпусам.
• Spartan-II (XC2S15/30/50/100/150) — Следующее поколение, 3.3В (ядро 2.5В), значительно более производительное и емкое. Не является совместимым по выводам или питанию.
• Современные аналоги (для новых разработок): Для замены в новых проектах следует рассматривать современные семейства с низким энергопотреблением, например:
  • Spartan-7 (от Xilinx/AMD) — низкая стоимость, низкое энергопотребление.
  • Cyclone/MAX 10 (от Intel) — популярные ПЛИС начального уровня.
  • IGLOO/nano (от Microchip) — ПЛИС на основе Flash-памяти (нелетучие).

3. Совместимые конфигурационные PROM (для загрузки кода):

Для хранения конфигурации этой ПЛИС требовалась внешняя память. Совместимые микросхемы:

• XC17128D, XC17256D, XC17512D (серия XC17xx, 5В, последовательные).
• XC18128D, XC18256D (серия XC18xx, 3.3В, но с 5В-толерантными входами).
• Стандартные EEPROM или Flash-память с соответствующей разводкой (через микроконтроллер).

Важное примечание для современных инженеров

XCA10XL-5VQ100 является устаревшим (Obsolete) компонентом. Он снят с производства много лет назад. При поиске замены или ремонте существующей аппаратуры необходимо учитывать:

1. Напряжение питания 5В: Большинство современных ПЛИС используют более низкое напряжение.
2. Отсутствие современных IP-ядер и периферии: Нет встроенных PLL, блоков RAM большого объема, высокоскоростных трансиверов и процессорных ядер.
3. Инструменты разработки: Последняя версия ПО (ISE WebPACK) поддерживает эти чипы, но работает на старых ОС (до Windows 7/10 32-bit). Для проектирования требуется знание VHDL/Verilog или принципиальных схем.

Эта микросхема представляет исторический интерес и до сих пор может встречаться в обслуживаемом промышленном оборудовании, но для новых проектов не используется.