Xilinx XC4403-PQ100C

Отличный выбор! Xilinx XC4403-PQ100C — это представитель одного из самых известных и успешных семейств FPGA в истории — Xilinx XC4000. Это были первые FPGA с архитектурой, заложившей основу для всех современных устройств Xilinx.

Вот подробное описание и технические характеристики.

Краткое описание

Xilinx XC4403-PQ100C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства XC4000E, выпущенного в середине 1990-х годов. Это была высокопроизводительная серия, расширяющая базовую линейку XC4000.

• Назначение: Универсальная FPGA для реализации цифровых схем средней сложности. Использовалась в телекоммуникациях, промышленной автоматике, прототипировании ASIC, контроллерах, DSP и множестве других приложений.
• Архитектура: Основана на конфигурируемых логических блоках (CLB) с триггерами, окруженных программируемой матрицей соединений (Programmable Interconnect). Имеет встроенные блоки RAM (SelectRAM).
• Корпус: PQ100C — пластмассовый Quad Flat Pack (QFP) со 100 выводами.
• Техпроцесс: ~0.6 мкм (600 нм) CMOS процесс.
• Состояние: Устаревшее (Obsolete). Снята с производства много лет назад. Доступна только на вторичном рынке (б/у, с хранения).

Подробные технические характеристики

| Параметр | Значение для XC4403 | Пояснение | | :--- | :--- | :--- | | Семейство | XC4000E | Enhanced-версия с улучшенной производительностью и функциями. | | Логическая ёмкость | ~3 000 эквивалентных вентилей | Ориентировочный показатель. Более точный — по количеству CLB. | | Конфигурируемые логические блоки (CLB) | 100 CLB | Каждый CLB содержит 2 четырёхвходовых LUT-таблицы, 2 триггера и может реализовать широкий набор логических функций. | | Входы/Выходы (I/O) | 63 пользовательских I/O (из 100 выводов корпуса) | Остальные выводы — питание, земля, конфигурация. | | Встроенная память (SelectRAM) | 1 600 бит распределённой RAM | Может быть сконфигурирована как однопортовая или двухпортовая память внутри CLB. | | Максимальная частота работы | ~50-80 МГц (внутренняя) | Зависит от конкретной реализации проекта и пути синтеза. | | Напряжение питания | 5V (TTL уровни) | Типичное для того времени. Ядро и I/O питаются от одного напряжения. | | Технология конфигурации | SRAM-based | Конфигурация загружается при каждом включении из внешней ПЗУ (PROM) или микроконтроллера. | | Температурный диапазон | C = Commercial (0°C to +70°C) | Указана суффиксом "C" в названии. | | Скорость (Grade) | -3 (стандартная скорость в серии) | Чем выше цифра, тем быстрее устройство (например, -4 было быстрее). |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

1. Прямые аналоги и варианты в рамках того же чипа:

Эти части имеют идентичную логическую структуру (100 CLB), но могут отличаться корпусом, температурным диапазоном или скоростью.

• XC4403-PC84C — корпус PLCC на 84 вывода.
• XC4403-PQ160C — корпус QFP на 160 выводов (больше пользовательских I/O).
• XC4403-HQ160C — корпус CQFP на 160 выводов.
• XC4403-PG156M — корпус PGA (PGA156), Military температурный диапазон (-55°C to +125°C).
• XC4403-4PQ100C / XC4403-5PQ100C — варианты с разной скоростью (-4 быстрее, -5 медленнее).

2. Совместимые модели из того же семейства (пин-в-пин и логическая совместимость):

• XC4003E (XC4003E-PQ100C) — Более новая и улучшенная версия в рамках серии "E". Обладает схожими характеристиками, но с улучшенными параметрами. Является прямым функциональным аналогом и часто рекомендуется как замена. Конфигурационный битстрим НЕ совместим напрямую, но проект можно перенести на уровне исходного кода (VHDL/Verilog).
• XC4003 (базовое семейство) — Более ранняя версия. XC4403E имеет улучшения над ней, но они схожи по ресурсам.

3. Логические аналоги по ёмкости из других семейств Xilinx (для миграции проекта):

При переносе старого проекта на современную платформу рассматривают устройства с похожей или большей логической ёмкостью:

• Spartan®-II / Spartan-IIE (например, XC2S50) — Следующее поколение, 2.5V/3.3V, всё ещё старое, но более доступное.
• Spartan®-3 / Spartan-3E (например, XC3S200) — Более современные, 90 нм, низкое напряжение (1.2V ядро).
• Современные аналоги (по ёмкости): Наименьшие из современных устройств, например, Spartan®-7 (XC7S6), Artix®-7 (XC7A15T) или даже некоторые CPLD (например, CoolRunner-II) могут перекрыть логическую ёмкость XC4403, но архитектура и процесс разработки будут кардинально отличаться.

Важные примечания для разработки и замены

1. Устаревшее состояние: Производство остановлено. Нет официальной технической поддержки. Средства разработки (ISE) работают на современных ОС с ограничениями.
2. Средства разработки: Для проектирования под XC4000 использовалась среда Xilinx ISE (очень старые версии). Современные версии Vivado НЕ поддерживают это семейство.
3. Конфигурация: Требуется внешний битстрим (из PROM, например, XC17/18xx). Микросхемы конфигурации также устарели.
4. Замена: При ремонте или модернизации:
   • Прямая замена: Искать точно такую же маркировку на вторичном рынке.
   • Функциональная замена: Перепроектирование на XC4003E (в рамках старых инструментов) или, что более целесообразно, — миграция проекта на современное семейство FPGA (Spartan-6/7, Artix-7). Это потребует пересмотра кода, constraints и процесса конфигурации.

Вывод: XC4403-PQ100C — исторически важный и в свое время мощный компонент, который сыграл ключевую роль в популяризации FPGA. Сегодня его использование оправдано только для поддержки legacy-оборудования. Все новые разработки ведутся на современных семействах Xilinx (ныне AMD).