Xilinx 10XL-5

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для Xilinx Virtex-10XL (XCV10XL), в частности для скорости -5.

Общее описание

Xilinx Virtex-10XL — это представитель первого поколения семейства Virtex, которое в конце 1990-х — начале 2000-х годов произвело революцию в рынке программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Серия 10XL была оптимизирована для высокой плотности логики и сложных вычислений.

Ключевые особенности архитектуры:

• Матрица конфигурируемых логических блоков (CLB): Основной строительный блок, каждый CLB содержит два среза (Slice) с таблицами истинности (LUT), триггерами и логикой переноса для эффективной реализации арифметических операций.
• Иерархическая система соединений: Обеспечивает высокую производительность и гибкость маршрутизации сигналов.
• Распределенная и блочная память: Блоки RAM (SelectRAM+) разного размера для реализации буферов, FIFO и т.д.
• Цифровые менеджеры задержки (DLL): Для управления тактовыми сигналами, устранения задержек и синхронизации.
• Программируемые порты ввода/вывода (I/O): Поддержка различных стандартов (LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL+ и др.).

Суффикс "-5" в номере детали указывает на скоростной сорт (speed grade). -5 был одним из самых быстрых сортов в линейке Virtex-10XL, что означало более высокую максимальную тактовую частоту и производительность логических блоков.

Технические характеристики (типичные для XCV10XL)

Ниже приведены сводные данные. Конкретные значения зависят от конкретного парт-номера (размера устройства).

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Техпроцесс | 0.22 мкм (220 нм) | | Напряжение ядра | 2.5 В | | Напряжение портов ввода/вывода | 3.3 В (основное), поддержка других стандартов | | Логические ресурсы (зависит от модели) | От ~3,000 до ~1,000,000 ворот (не эквивалентно LUT современных ПЛИС). | | Конфигурируемые логические блоки (CLB) | Количество варьируется. Каждый CLB = 2 среза, каждый срез = две 4-входовые LUT и два триггера. | | Блоки памяти (SelectRAM+) | Распределенная RAM (в LUT) и выделенные блочные RAM (емкость зависит от модели). | | Цифровые менеджеры задержки (DLL) | 4 глобальных DLL на кристалл. | | Максимальное количество пользовательских I/O | До 512 (зависит от корпуса и модели). | | Скоростной сорт (-5) | Высокая производительность. Макс. частота внутренней логики примерно на 20-30% выше, чем у базового сорта (-4). | | Конфигурация | Через JTAG, Parallel (SelectMAP), Serial PROM (Platform Flash). | | Рабочая температура | Коммерческая (C): 0°C до +85°C. Промышленная (I): -40°C до +100°C. |

Парт-номера (Part Numbers) и совместимые модели

Номенклатура Xilinx для этого семейства: XCV10XL<size> <speed> <package> <temperature>

• <size> — указывает на количество системных ворот (логическую емкость).
• <speed> — -5 (высокая скорость), -6 (максимальная), -4 (средняя).
• <package> — тип корпуса (HQ240, BG352, FG680 и др.).
• <temperature> — C (коммерческая), I (промышленная).

Примеры парт-номеров для скорости -5:

1. XCV10XL50-5BG352C

   • 10XL50 = Virtex-10XL, ~50,000 системных ворот.
   • -5 = скоростной сорт.
   • BG352 = корпус BGA (Ball Grid Array), 352 вывода.
   • C = коммерческий температурный диапазон.

2. XCV10XL200-5FG680I

   • 10XL200 = ~200,000 системных ворот.
   • -5 = скоростной сорт.
   • FG680 = корпус Fine-Pitch BGA, 680 выводов.
   • I = промышленный температурный диапазон.

Совместимые модели (в пределах семейства Virtex-10XL)

Устройства разной логической емкости (10XL20, 10XL30, 10XL40, 10XL50, 10XL80, 10XL100, 10XL150, 10XL200 и т.д.) с одинаковым суффиксом -5 являются пин-совместимыми в рамках одного корпуса. Это означает, что:

• Если у вас плата с разъемом для XCV10XL100-5BG352C, вы можете установить XCV10XL150-5BG352C (если он физически подходит) и получить больше логических ресурсов, не меняя схему платы. Обратное также верно для меньших устройств.

Важные примечания по совместимости:

1. Внутри семейства: Модели с разным скоростным сортом (например, -4 и -5) также пин-совместимы, но устройство с более низким сортом может не обеспечить требуемую тактовую частоту.
2. С другими семействами Virtex: Устройства Virtex-10XL не являются пин-совместимыми напрямую с более новыми поколениями (Virtex-II, Virtex-4, Virtex-5 и т.д.) из-за совершенно другой архитектуры, напряжений питания и распиновки.
3. Семейство Virtex-E: Является эволюционным развитием Virtex-10XL (техпроцесс 180 нм, больше памяти, выше производительность). Не является прямым дроп-ин заменой, требуется проверка datasheet по питанию и выводам, хотя многие концепции и инструменты проектирования схожи.
4. Совместимость с ПО: Для разработки под эти ПЛИС требуется старая версия ISE Foundation (примерно 10.1 или более ранние). Современные версии Vivado не поддерживают семейства Virtex и Spartan старше 6-й серии.

Вывод

Xilinx Virtex-10XL-5 — это исторически важное, высокопроизводительное (для своего времени) устройство, которое до сих пор может встречаться в обслуживаемом промышленном оборудовании. При поиске замены или модернизации критически важно учитывать полный парт-номер, особенно корпус (package) и скоростной сорт, а также понимать, что это устаревшая технология, требующая соответствующих инструментов разработки.