Xilinx XCS20XL-4PQG208C — описание и характеристики

Общее описание

XCS20XL-4PQG208C — это FPGA (ПЛИС) из семейства Spartan-XL компании Xilinx (сейчас AMD/Xilinx). Семейство Spartan-XL — это усовершенствованная версия оригинального Spartan, выполненная по технологии 0.35 мкм с повышенным быстродействием и пониженным питанием 3.3 В.

Микросхема предназначена для недорогих логических решений: интерфейсы, glue logic, контроллеры, простые цифровые устройства.

Расшифровка маркировки

| Часть | Значение | |-------|----------| | XC | Xilinx CPLD/FPGA | | S20 | Spartan, ~20 000 системных вентилей | | XL | Семейство Spartan-XL (3.3 В) | | -4 | Скоростной грейд (speed grade) | | PQG208 | Корпус PQFP, 208 выводов, бессвинцовый (G = RoHS) | | C | Коммерческий температурный диапазон (0…+85 °C) |

Технические характеристики

• Логических ячеек (CLB): 400
  • по 2 триггера на CLB → 800 flip-flops
• Системных вентилей: ~20 000
• Logic cells (эквивалент): ~9 528
• Блоков RAM: 1 280 бит распределённой (distributed) памяти
  • 1 блок SelectRAM: 1 280 бит
• Максимум пользовательских входов/выходов (I/O): 160
• Напряжение ядра (Vccint): 3.3 В (номинал)
• Напряжение I/O (Vcco): 3.3 В
• Поддержка стандартов I/O: LVTTL, LVCMOS, PCI (3.3 В, 5 В tolerance при HP-совместимых цепях)
• Конфигурационная память: встроенная конфигурируемая CMOS SRAM (загружается извне при включении)
• Корпус: PQFP-208 (пластиковый, штырьковый)
• Рабочая температура: 0 … +85 °C
• Скоростные грейды: -4 (для XCS20XL)
• Частота системы (примерно): до 100+ МГц внутренняя в зависимости от схемы

Доступные скоростные и температурные варианты

Полный партномер формируется как:
XCS20XL – [speed] – [package] – [temp]

• Speed: -4
• Package: PQG208 (бессвинцовый) и PQ208 (со свинцом)
• Temperature: C (коммерческая, 0...+85 °C)

Партномера XCS20XL (семейство)

| Партномер | Корпус | Температура | |-----------|--------|-------------| | XCS20XL-4PQG208C | PQFP-208 (RoHS) | Commercial | | XCS20XL-4PQ208C | PQFP-208 | Commercial | | XCS20XL-4TQG144C | TQFP-144 (RoHS) | Commercial | | XCS20XL-4TQ144C | TQFP-144 | Commercial | | XCS20XL-4VQG100C | VQFP-100 (RoHS) | Commercial | | XCS20XL-4VQ100C | VQFP-100 | Commercial | | XCS20XL-4TQG144I | TQFP-144 | Industrial | | XCS20XL-4VQG100I | VQFP-100 | Industrial |

FPGA аналоги с сопоставимым функционалом внутри семейства: XCS10XL, XCS30XL, XCS40XL (меньшая/большая логическая ёмкость).

Конфигурационные микросхемы (PROM)

Для загрузки конфигурации использовались Xilinx-овские Serial/Parallel PROM:

• XC17S20 — Sequential Serial PROM (для master serial режима)
• XC18V256 / XC18V512 — Family of EEPROM/PROM (для различных устройств, конфигурируемых на одном JTAG-цикле)
• Более универсально: XCF01S / XCF02S — Platform Flash PROM первого поколения

Совместимость и аналоги

• Мягкая замена внутри Spartan-XL: XCS10XL-4PQG208C, XCS30XL-4PQG208C, XCS40XL-4PQG208C (пин-совместимость в семействе ограничена — проверяйте конкретный корпус).
• Полные аналоги: Spartan (первый) и Spartan-XL — функционально близки, но обеспечивают 3.3 В.
• Прямые заменители: Spartan-3 и Spartan-3E могут использоваться как современная замена, но требуют redesign платы (другая структура, 2.5 В ядро + 3.3 В I/O, другие корпуса).
• Программные средства Xilinx: ISE (старые версии, например 4.2-10.1 для Spartan-XL). Это устаревшее семейство, поддержка ISE идёт только в старых релизах.

Практические замечания

PLC (product line code) подтверждает, что сегодня дан chips снят с производства (End of Life). Для проектной разработки рекомендуется перейти на Spartan-3 / 6 / 7 или Artix-7 — но это потребрует полной миграции проекта, так как старая архитектура требует новых COR для загрузки связки с ПКК.