Xilinx XC4036XLA-09HQ208C

Отличный выбор! Xilinx XC4036XLA-09HQ208C — это классический FPGA чип из легендарной серии Xilinx XC4000, которая была флагманской в 1990-х годах и заложила основы современных ПЛИС. Вот подробное описание и технические характеристики.

Общее описание

XC4036XLA — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства XC4000XL. Ключевые особенности этого семейства:

• Техпроцесс: 0.35 мкм.
• Напряжение питания: 3.3В (низковольтная версия по сравнению с 5В у базовой серии XC4000). Это был один из первых промышленных FPGA с низким напряжением.
• Архитектура: Основана на матрице конфигурируемых логических блоков (CLB), соединенных программируемыми соединениями. Архитектура стала отраслевым стандартом.
• Применение: Широко использовался в телекоммуникациях, сетевом оборудовании, промышленной автоматизации, медицинских приборах и военной технике в конце 1990-х — начале 2000-х годов.
• Статус: Снят с производства (NRND или Obsolete). Xilinx давно не выпускает эти чипы, но они могут быть доступны на вторичном рынке (у дистрибьюторов, распродающих остатки).

Расшифровка маркировки XC4036XLA-09HQ208C

• XC: Серия Xilinx Commercial (коммерческий температурный диапазон).
• 4: Семейство XC4000.
• 036: Примерное количество эквивалентных вентилей (~36,000 gates). Реальная полезная логическая емкость ниже.
• XL: Подсемейство с низким напряжением (3.3В).
• A: Улучшенная версия архитектуры (Advanced).
• -09: Скоростная характеристика. -09 означает максимальную частоту срабатывания триггеров ~90 МГц (Grade 9).
• HQ208: Тип корпуса. HQ208 — это 208-контактный CQFP (Ceramic Quad Flat Pack) с пайкой по периметру. Это керамический корпус для поверхностного монтажа.
• C: Температурный диапазон. C = Commercial (0°C to +70°C).

Ключевые технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Семейство | Xilinx XC4000XL | | Логическая емкость | ~36,000 эквивалентных вентилей | | Конфигурируемые логические блоки (CLB) | ~1,008 CLB (в зависимости от конфигурации). Каждый CLB содержит 2 четырехвходовых LUT и 2 триггера. | | Входы/Выходы (I/O) | До 140 пользовательских I/O (в корпусе HQ208 доступны не все) | | Блоки RAM (SelectRAM) | ~32,768 бит распределенной RAM (в LUT) | | Тактовая частота (макс.) | ~90 МГц (для версии -09) | | Напряжение питания ядра (Vccint) | +3.3В (±0.3В) | | Напряжение питания портов ввода/вывода (Vcco)| +3.3В (совместимо с 5В TTL через 3.3В LVTTL) | | Технология конфигурации | SRAM-based (требует внешней ПЗУ при каждом включении) | | Конфигурационные интерфейсы | SelectMAP (параллельный), Serial (последовательный), Slave, Master | | Температурный диапазон | Commercial (C): от 0°C до +70°C | | Тип корпуса | 208-контактный CQFP (керамический, для поверхностного монтажа) | | Уровни ввода/вывода | 3.3В LVTTL/LVCMOS, совместимость с 5В TTL входными сигналами. |

Парт-номера (полные маркировки для заказа) и совместимые модели

1. Прямые аналоги (разные корпуса, скорости, температуры):

• XC4036XL-09HQ208C — То же самое, но без суффикса "A" (более ранняя ревизия, функционально совместима).
• XC4036XLA-09HI208C — Пластиковый корпус HQFP (HI) вместо керамического (HQ).
• XC4036XLA-10HQ208C / -12HQ208C — Более медленные версии (-10 = ~80 МГц, -12 = ~66 МГц).
• XC4036XLA-07HQ208C — Более быстрая версия (-07 = ~110 МГц).
• XC4036XLA-09HQ208I — Industrial температурный диапазон (-40°C to +85°C). Это более надежная и дорогая версия.
• XC4036XLA-09HQ208M — Military диапазон (-55°C to +125°C), встречается крайне редко и очень дорог.

2. Совместимые по выводам (Pin-to-Pin) модели в том же корпусе HQ208:

• XC4013XL/XLA — Меньшая емкость (~13,000 вентилей). Может быть установлен на ту же плату, но не все функции будут задействованы.
• XC4020XL/XLA — Средняя емкость (~20,000 вентилей). Хороший вариант для апгрейда/замены в рамках одной платы.
• XC4044XL/XLA — Большая емкость (~44,000 вентилей). Внимание! Несмотря на то, что корпус тот же (HQ208), распиновка может отличаться! Не является прямой заменой без переразводки платы. Требуется проверка datasheet.
• XC4003E, XC4005E, XC4008E, XC4010E — Члены более старого семейства XC4000E (5В). Несовместимы по напряжению! Распиновка в корпусе HQ208 может совпадать, но подача 5В вместо 3.3В уничтожит XC4036XL.

3. Функциональные аналоги/преемники (но не совместимые по выводам):

Современные аналоги по логической емкости от Xilinx (ныне AMD):

• Spartan-3 (снят с производства): XC3S200, XC3S400.
• Spartan-6 (NRND): XC6SLX9, XC6SLX16.
• Современные: Artix-7 (например, XC7A35T), Spartan-7 (например, XC7S15). Это совершенно другие архитектуры, с низким энергопотреблением, высокой производительностью и большими ресурсами.

Важные замечания для разработки и замены:

1. NRND (Not Recommended for New Design): Не используйте для новых проектов. Чип устарел, инструменты для него устарели, а поставки — только с остатков.
2. Инструменты проектирования: Для работы требуется старая версия ISE Foundation (версии 10.1 или ранее). Современные Vivado его не поддерживают.
3. Замена: При модернизации или ремонте старого оборудования:
   • Проверяйте точную маркировку на чипе.
   • Сверяйтесь с даташитом (Data Sheet) и руководством по распиновке (Pinout Guide) для конкретного корпуса HQ208.
   • Учитывайте температурный диапазон (C/I/M). Версия "I" обычно может заменить "C", но не наоборот.
   • Для миграции на современную платформу потребуется полный редизайн платы и перенос кода (VHDL/Verilog) с учетом новой архитектуры.

Вывод: XC4036XLA-09HQ208C — это исторически важный и надежный FPGA своего времени, который до сих пор может работать в старом оборудовании. Его ключевые особенности — 3.3В питание, емкость ~36K вентилей, корпус CQFP208 и коммерческий температурный диапазон. Для новых разработок необходимо выбирать современные семейства AMD/Xilinx.