Xilinx XC4013XL-3PQ160C

Xilinx XC4013XL-3PQ160C — Описание и характеристики

📋 Общее описание

XC4013XL-3PQ160C — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) семейства Xilinx XC4000XL (расширенная серия с пониженным напряжением питания). Относится к архитектуре FPGA (Field-Programmable Gate Array) с конфигурируемыми логическими блоками (CLB).

Основные особенности:

• Низкое напряжение питания — 3,3 В (в отличие от базовых XC4000 с 5 В), что обеспечивает сниженное энергопотребление и совместимость с современной периферией.
• Корпус: QFP (Quad Flat Package) с 160 выводами (с индексом PQ160).
• Класс скорости: -3 (самый быстрый в линейке XL, с временем задержки распространения ~3 нс).
• Температурный диапазон: C — коммерческий (0°C … +70°C).

ПЛИС используется в системах промышленной автоматизации, телекоммуникационном оборудовании, цифровой обработке сигналов начального уровня и для прототипирования.

🔧 Технические характеристики (основные)

| Параметр | Значение | |--------------------------|--------------------------------| | Количество логических блоков (CLB) | 576 | | Регистр / Триггеров | 2 304 (4 на каждый CLB) | | Количество логических ячеек (эквивалент) | ~13 000 | | RAM-блоки (BlockRAM) | Всего 8 Кбит (2 × 4 Кбит) | | Конфигурируемые I/O (пользовательские) | До 256 (при полном использовании выводов); в корпусе PQ160 доступно 117 логических I/O | | Встроенные аппаратные умножители (Hard-IP) | Нет (в XC4000XL отсутствуют) | | Техпроцесс | КМОП, 0.35 мкм | | Напряжение ядра | 3,3 В | | Напряжение ввода-вывода | 3,3 В (совместимость с TTL и 5 В опционально через резистор) | | Максимальная частота | Для -3 — системная частота до 140–160 МГц (функциональная) | | Задержка проводка | Возможность программируемой задержки | | Режимы ввода-вывода | LVTTL, LVCMOS, PCI (совместимого по 3,3 В), 5 В толерантность (External/VCC) | | Корпус | PQFP-160 (19×19 мм, шаг 0.5 мм) | | Функции PLB Input | Объедиченные с тактированием / 12 КА (использование тактовых буферов) |

Особенности семейства XL:

• Улучшенная маршрутизация — гибкие горизонтальные/вертикальные каналы.
• Быстрая конфигурация через JTAG или последовательный/мастер-параллельный режим.
• Наличие DSS (десериализация данных при выходе) для сокращения количества выводов.

📦 Корпус и руководство по выводам

PQ160:

• Количество выводов: 160.
• Размер корпуса: 160-контактный QFP, 19×19 мм, шаг выводов 0,5 мм.
• Мощность: ядро — 3,3 В; обеспечена гибкость для уровней 5 В при условии токоограничения.

🧩 Парт-номера (Part Numbers) для данной модели

Из индекса формируются производные коды в зависимости от температурного диапазона и класса скорости:

• XC4013XL-3PQ160C — рабочий температура: 0°C…+70°C, скорость -3
• XC4013XL-2PQ160C — аналог со скоростью -2 (чуть медленнее, -2 имеет до 125 МГц)
• XC4013XL-3PQ160I — та же микросхема для промышленного диапазона (-40…+85°C), индекс -2 также встречается с индексом

Прим. оформление: последовательность букв XL : XC4013XL → число (поколение/серия), уровень *-*PQ160C фиксируется из типа корпуса (Q) и температуры (°C).

🗂 Совместимые модели (совместимость обозначается идентичным footprint/функционалом)

Поскольку серии XC4000 являются устаревшими, их допускает заменять следующим образом в зависимости жесткости требований:

1. Прямая замена (по контакту и напряжению) — только серия XC4000XL:
   • При одинаковом корпусе и количестве выводов заменяется XC4013XL-2PQ160C, XC4013XL-3PQ160I (с измененем температурмального индекса).
2. Рекомендация производителя на ближайшую современную серию — потребуется либо адаптер-плата или переработка корпуса.
   • В прототипах идеальными заместителями служат серии Spartan-II или Spartan (т.к. большее число логических ворот), но отличаются footprint'ом (Pin-to-Pin не совместимы) и требуют изменения схемы.
3. Для XC4013XL специ-экути проектирования под такие же параметры с помощью библиотечных ядер может быть актуально совместимы в РСБ (пдявог только с применением интернопзкции по уровневыми резидорами).
4. При последующем устранении устройства целесообразными интегрированные аналоги от Altera (ныне Intel B) например EPF10K?

Точную аппаратную замену вида Pin-to-Pin даёт схема применённым в редких советских или внутренних ПЛИС.

Важно Во many project решают иде изменением логики и превращвляют повторное применение только на.

📜 Итоговое заключение

Это надежная и хорошо задокументированная FPGA для лёгкой цифровой логики малой и средней плотности, приемлемые характеристики (за примерно 1М транзисторов актив), работающая через контрактный край подключения 3,3 В. Фактическим препятствием стало — высокая стоимость эксплуатации устаревшего устройства требования промышленном решении рекомендация при возврате массы к соответственным новразработке в архитекдиа CV XILINX SPARTAN-3 менее оптимальная.

Текущих общих список аналогово (для оценки схемы опытного образца):

• XC4036XL, перетрной больше жил — придёрит все частично ТО-то заменяемый по вольт.
• В качестве связка for правий режимулимен вместо электро минивиков синхро дополнительными резисттиваии необходимо удаления современники мотор: XC3S250, саб подор? Ota. (U, L).