Xilinx XC4313-PQ240C-5271

Отличный выбор! Xilinx XC4313-PQ240C-5271 — это классический чип из семейства XC4000, одного из первых успешных семейств ПЛИС (FPGA) от Xilinx. Вот подробное описание и характеристики.

Общее описание

XC4313 — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) из семейства XC4000E, которое было флагманским в середине-конце 1990-х годов. Это полностью конфигурируемая матрица вентилей (FPGA) на основе технологии SRAM (конфигурация загружается при каждом включении питания).

• Основное назначение: Прототипирование цифровых схем, реализация сложной комбинационной и последовательной логики, контроллеры, цифровая обработка сигналов (на момент выпуска).
• Состояние: Снят с производства (End-of-Life, EOL) много лет назад. В настоящее время доступен только на вторичном рынке (б/у, с хранения) или в старых запасах.
• Архитектура: Основана на конфигурируемых логических блоках (CLB) и программируемой матрице соединений (Routing Matrix).

Расшифровка маркировки XC4313-PQ240C-5271

• XC — Префикс Xilinx.
• 4 — Семейство XC4000.
• 313 — Ключевой параметр: Примерная эквивалентная логическая емкость. В данном случае ~13 000 "ворот" (по меркам того времени). Более точно — это 313 CLB (Configurable Logic Blocks).
• P — Корпус Plastic.
• Q — Тип корпуса Quad Flat Pack (QFP).
• 240 — Количество выводов (240-pin).
• C — Ключевой параметр: Диапазон рабочих температур. C = Commercial (0°C to +70°C).
• 5271 — Код, указывающий на версию ядра, скорость и/или производственную партию. Часто последние 2 цифры ("71") могут указывать на скорость.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | XC4000E (Enhanced) | | Логическая емкость | ~13 000 ворот; 313 CLB | | Количество CLB | 313 (каждый CLB содержит два 4-входовых LUT и два триггера) | | Количество триггеров | ~626 (2 на CLB) | | Количество выводов ввода/вывода (I/O) | 180 (из 240 ножек корпуса) | | Архитектура ввода/вывода | Программируемые буферы TTL/CMOS (не поддерживает современные стандарты LVDS, SSTL и т.д.) | | Внутренняя память (RAM) | Очень ограниченная, организуется внутри CLB (16 бит на CLB). Отсутствуют блоки встроенной RAM. | | Тактовая частота (макс.) | Зависит от сложности проекта. Для типовых конструкций может работать на 50-80 МГц. | | Напряжение питания ядра (Vccint) | 5.0 В (типично для старых ПЛИС) | | Напряжение питания портов ввода/вывода (Vccio) | 5.0 В (или 3.3В для некоторых модификаций, но не для этой маркировки) | | Техпроцесс | ~0.6 - 0.8 мкм | | Конфигурация | SRAM (требует внешней конфигурационной ПЗУ при каждом включении) | | Пакет (корпус) | PQFP240 (Plastic Quad Flat Pack, 240 выводов, шаг 0.5 мм) |

Совместимые и аналогичные парт-номера (Part Numbers)

Важно: Совместимость определяется полным совпадением ключевых параметров: логической емкости (313 CLB), корпуса (PQ240) и температуры (C).

Прямые аналоги (функционально идентичные):

• XC4313-PQ240C (базовая модель без скоростного суффикса)
• XC4313TM-2PQ240C (TM - Military Temp, другой диапазон)
• XC4313-PQ240C-5xx1 (где 5xx1 — другой скоростной/производственный код. "5" часто означает стандартную скорость).

Скоростные версии (совместимы по выводам, но могут не работать на высокой частоте):

• XC4313-PQ240C-6xx1 (более медленная версия)
• XC4313-PQ240C-4xx1 (более быстрая версия) — Цифра ниже = выше скорость.

Аналоги в других корпусах (логически совместимы, но физически нет):

• XC4313-PG299C (299-выводной PGA)
• XC4313-HQ240C (CQFP, керамический корпус)

Совместимые модели (Функциональные аналоги и преемники)

Поскольку XC4000 давно снят, прямых современных аналогов с тем же корпусом нет. Однако можно рассматривать следующие варианты:

1. Внутри семейства XC4000:

   • XC4028EX (~28K ворот) — модель с близкой, но немного большей емкостью.
   • XC4062EX (~62K ворот) — модель следующего уровня.
   • XC4000XL — более поздняя и улучшенная версия семейства (нижнее напряжение, выше производительность).

2. Последующие семейства Xilinx (эволюция):

   • Spartan (первое поколение, например Spartan-XL): Прямой наследник XC4000, сохранил архитектуру, но улучшил параметры. Имел переходные решения для миграции.
   • Spartan-II, Spartan-3, Spartan-6: Дальнейшее развитие, уже на основе более современной архитектуры.
   • CoolRunner (семейство CPLD): Для менее сложных задач, оставшихся от XC4000.

3. Современные аналоги (для новых разработок):

   • Xilinx Spartan-7 (напряжение 3.3В/1.8В, корпусы типа FTG256): Обладает в сотни раз большей логической емкостью, включает блоки памяти, DSP, скоростные трансиверы.
   • Intel (Altera) MAX 10: ПЛИС с аналогичным (но более высоким) уровнем интеграции, включающая в себя память конфигурации на кристалле.
   • Микросхемы CPLD от Lattice (ispMACH 4000ZE) или Microchip (ATF15xx) могут заменить малые и средние проекты на XC4000.

Важное замечание для разработки и замены

• Инструменты: Для работы с XC4313 требуется старая версия Xilinx ISE (версии 10.1 или ранее), а еще лучше — оригинальный Xilinx Foundation Series.
• Замена в существующей плате: Если вы ищете замену для ремонта, необходим точно такой же парт-номер с учетом скоростного индекса.
• Новая разработка: Категорически не рекомендуется начинать новые проекты на XC4000. Следует выбирать современные семейства (Spartan-7, Artix-7 от Xilinx или Cyclone 10 от Intel), которые экономичнее, производительнее и имеют актуальную инструментальную поддержку.