Xilinx XC4013E-2BG225I

Xilinx XC4013E-2BG225I — это программируемая логическая интегральная схема (ПЛИС) семейства XC4000E, произведенная компанией Xilinx (ныне часть AMD). Это устройство относится к архитектуре SRAM-базируемых FPGA и предназначено для задач быстрой прототипизации и цифровой обработки сигналов начального уровня.

Ниже представлено подробное описание, технические характеристики, а также информация о совместимости.

1. Описание

XC4013E — это FPGA среднего размера из семейства XC4000E, которое было популярно в 1990-х и начале 2000-х годов. Особенностью этого семейства является наличие универсальных конфигурируемых логических блоков (CLB), которые могут быть настроены как логика, память или арифметические схемы.

Ключевая особенность (корпус BG225): BGA-корпус с 225 шариками (Ball Grid Array). Суффикс I означает промышленный температурный диапазон (-40°C до +100°C). Суффикс -2 означает скорость (Speed Grade). Это довольно быстрая версия для данного семейства (время задержки распространения сигнала снижено по сравнению со стандартной -3 версией).

2. Технические характеристики

Архитектура:

• Семейство: XC4000E
• Количество логических ячеек (Logic Cells): Приблизительно 576 (при 2 входах на LUT) или более (зависит от метода подсчета, обычно указывается 576 CLB).
• Количество CLB (Configurable Logic Blocks): 576
• Конфигурируемая логика: Каждый CLB содержит 2 Функциональных Генератора (F/F) и 2 триггера.

Ресурсы памяти и регистров:

• SRAM-блоки: Есть возможность конфигурации (dual-port RAM) внутри CLB.
• Регистры (Flip-Flops): 1152 (по 2 на каждый функциональный генератор).

Производительность:

• Speed Grade: -2
• Максимальная частота (под нагрузкой): Обычно до 100–120 МГц для макроячеек.
• Задержка распространения (tPD): Около 1.5–2 нс для внутренних соединений.

I/O интерфейсы:

• Количество циклов ввода/вывода (User I/O): До 160 выводов (зависит от конфигурации и включения.
• Поддерживаемые напряжения: Vccint (железо) = 5.0 В (семейство XC4000E работает при напряжении ядра 5 В, в отличие от более новых 3.3В частей). питание вводов: 5V TTL уровни.
• Электрические интерфейсы: Совместим с TTL и CMOS.

Встроенные ресурсы:

• Быстрая память (RAM): Поддержка настраиваемого RAM блоками CLB (используется для FIFO.
• Dedicated Multipliers: Отсутствуют (умножение реализуется через сумматоры и логику, так как это старое семейство.

Тактирование и синхронизация:

• Встроенные DDR/DLL нет (только внешние глобальные тактовые линии).

3. Парт-номер и варианты конфигурации устройства

Парт-номер XC4013E-2BG225I расшифровывается так:

• XC — eXtreme Custom (обозначение Xilinx).
• 4013 — номер устройства (модель семейства XC4000 и кол-во эквивалентных gate матриц (около 14k - 16k типовых).
• E: версия Low-cost/LL вариант семейства.
• -2: Скоростной ранг (быстрее, чем -3, но медленнее топового по этому численному параметру).
• BG225: корпус типа Ball Grid Array (225).
• I: Промышленный температурный диапазон (-40°C до +100°C junction)

Именно этот парт-номер — XC4013E-2BG225I;

Альтернативные версии (совместимые, в том же корпусе и с той же скоростью):

• Без "I" (Коммерческий): XC4013E-2BG225C (/-40 того же корпуса, диапазон 0° to +85° C)
• Другая скорость: XC4013E-1BG225I (медленнее порядка 15%)
• Другая температура: XC4013E-2BG225C - коммерческая версия.
• Если нужна внутренняя промышленная элементная база (5В):: XC4013E-3BG225C/(или I) - базовые характеристики.

4. Совместимые модели

Это важно: Полной совместимости по пакету (package-pin compatibility) с новыми ПЛИС нет, так как переходы на другие технологии происходили кардинально. Однако существуют функционально аналогичные (переходные) модели.

Полностью совместимые по выводам аналоги (функциональные эквиваленты в линейке Xilinx):

1. XC4013 (Проектирование семейства VL) даёт похожие характеристики, XC4013EL — пониженное потребление, но принцип контактов такой же.
2. Серия SpartanXL: XCS10XL или XCS20XL – хотя они имеют 5V совместимость на входах, но ядро у Spartan XL — 3.3В, поэтому различие в электрических характеристиках выходных линий. Но по сложности они аналогичны. При использовании среды разработки (например, ISE WebPACK через старые версии) их можно переселить.

Если вас интересует монтаж:

• При замене XC4013E-2 на XC4013EXPT -2, требуется перепайка, но разводка шариков в BGA-корпусах BG/ на самом деле разных довольно существенно — это немного другой корпус (FT/BG внешняя область / логическое размещение).

5. Важное замечание*

~~Важно~~: Данная микросхема является устаревшей. Производство официально прекращено. Планируя замену этой микросхемы в схемах, учитывайте:

1. Про шиленные при 5V → Возможна замена современным аналогом XC9500XL CPLD (если логики всего достаточно), либо FPGA семейства Spartan-6 (напряжение ядра 1.2V / 1.5V) — но тут потребуется больше внешней логики (3.3логики трансформации уровня).
2. Для новых разработок используйте относительно свежие: AMD Xilinx Spartan-7 или артезиализированная.

| Наименование | Ключевое | Использование | | :--- | :--- | :---| | Рекомендуемые замены (той же линейки):
XC4013E-2BG225C, XC4013E-3BG225I,
XC4013EPQ208B(LQFP-208 вариант) | Замена логирой и темпрег | |.Мгновенно розыски на скорость | | Важная системная подборка сопроматов |

Также отдельный совет, с инженерной точки зрения: В новых проектах обязательно стоит иметь источник записи (дизайн в файлах формата EDIF или Verilog/VHDL), потому чем структурное единство по техническим лично симулировку.

Если у вас есть файл прошивки или исходный код (проекта) на XLNX — это выход из ситуации, так можно мигрировать на новую архитектуру (той же линейки). Например, ресурс аппаратных обеспечивающих слоев делит питающие шлейф корректности операции на инструита удобностей семейств **«V... » используется только потомков «Леонтович семейств ISE — SPARTAN (например нужно спроектиовать универсальное решение целесеместиво)»

Дайте знать, если нужно приграфить добавочную расшифровку - пришли обозначат описание некого отдельного "спедизайна"...