Xilinx XC4010-5PQ208C — описание и характеристики

Общее описание

XC4010-5PQ208C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из семейства Xilinx XC4000. Это одно из самых известных семейств FPGA компании Xilinx, выпускавшееся с начала 1990-х годов и ставшее базой для многих промышленных, телекоммуникационных и вычислительных приложений того времени.

Микросхема построена на базе архитектуры LCA (Logic Cell Array) с конфигурируемой логикой и матрицей межсоединений (routing), программируемой через конфигурационную память по интерфейсу последовательной загрузки. Кристалл содержит массив конфигурируемых логических блоков (CLB), память конфигурации в SRAM и трассировочные ресурсы, которые после загрузки конфигурации формируют требуемую цифровую схему.

Основное применение: цифровая обработка сигналов на начальном уровне, интерфейсная логика, «склейка» микросхем (glue logic), малые встраиваемые системы, прототипирование, промышленная автоматизация, устаревшие (legacy) системы.

Расшифровка маркировки:

• XC — Xilinx Configurable (FPGA на SRAM)
• 40 — семейство XC4000
• 10 — плотность логики (approx. 10 000 вентилей / «gate array» класса)
• -5 — скоростная градация (speed grade 5)
• PQ — тип корпуса PQFP (Plastic Quad Flat Pack)
• 208 — число выводов
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C)

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Xilinx XC4000 | | Тип | FPGA на SRAM ( reprogrammable ) | | Плотность по вентилям | ~10 000 (эквивалент вентильного массива) | | Число CLB | ~100 (по данным семейства XC4010) | | Триггеры (flip-flops) | ~800–900 | | Логические ячейки / LUT | ~400 (первого поколения) | | CLB-матрица | ~10 × 10 | | I/O пинов | до 160 (в корпусе PQ208) | | Пользовательских I/O | ~ 160 | | Скоростная градация | -5 (~50 МГц типично для внутренней логики) | | Напряжение ядра | 5.0 В ± 5% (стандарт для XC4000) | | Входы/выходы | CMOS/TTL-совместимые | | Конфигурационная память | Внутренняя SRAM (конфигурируется при включении | | Режимы загрузки | Master Serial, Slave Serial, Master Parallel (up/down), Peripheral | | Корпус | PQFP-208 (Plastic Quad Flat Package) | | Шаг выводов | 0.5 мм | | Температурный диапазон | Коммерческий (C): 0…+70 °C | | Ввод/вывод стандарт | LVCMOS/LVTTL 5 В (в основном 5 В CMOS) | | Внутренняя память | RAM по CLB (в семействе XC4000 есть распределенная память) |

Примечание: точные значения зависят от листа данных (datasheet) XC4010: сетка CLB обычно 10×10, число FF около 800, число I/O — в корпусе 208 до 160 сигнальных.

Особенности архитектуры XC4000

• Конфигурируемые логические блоки (CLB) с быстрой локальной interconnect.
• Программируемая матрица межсоединений трёхуровневой сложности ( local, register, clock и длинных линий ).
• Встроенные в CLB RS-триггеры/flip-flops и функция распределенной памяти (RAM).
• Использование трех блоков ввода-вывода (IOB – Input/Output Blocks) для каждого внешнего пина; поддержка feedback.
• Поддержка глобальных часов и сброса/установки.
• Последовательная конфигурация через PROM (Xilinx Serial PROM) или ведущий микроконтроллер.
• Программирование может быть выполнено через JTAG (для более поздних ревизий/семейства XC4000E/X) — у XC4000 базовой версии конфигурация обычно через internal SRAM, JTAG появляется в вариантах XC4000E.
• Reset и инициализация: процедура загрузки битового потока, после которой FPGA начинает исполнять готовую логику (нет «запуска» программы в привычном смысле).

Особенности применения (по старым app notes): развязка перехода логических уровней и источников clock, при масштабировании SRAM-технологии.

Парт-номера (part numbers)

Варианты индексов скорости и температурного диапазона которые обычно взаимозаменяемы

Эллайасы имени для XC4010 по параметрам семейства и корпусу:

• XC4010-5PQ208C — базовый оригинал (208-pin PQFP, коммерческий, speed -5)
• XC4010-6PQ208C — более быстрый grade 6, PQ208, коммерческий
• XC4010-4PQ208C — более медленный grade 4, PQ208
• XC4010-3PQ208C
• XC4010-5PQG208C — вариант исполнения PQFP с экологичными (green / RoHS) материалами (серия PQG)
• XC4010-6PQG208C, XC4010-4PQG208C — corresponding suffixes.
• XC4010-5PQ208I — индустриальный диапазон
• XC4010-6PQ208I, XC4010-4PQ208I
• XC4010-5TQ144C — корпус TQFP-144
• XC4010-6PC84C/XC4010-5PC84C — PLCC-чип компактные исполнения
• XC4010-5VQ100C — VQFP-100, где это встречается.

Связанные оригинальные конфигурационные ПЗУ Xilinx

Программируемые постоянные запоминающие устройства: XCB1810, XCB1710, XC18V512 и подобные. Они необходимы для автоматической загрузки после включения.

Внимание: фактическое availability name: datasheet чаще всего содержит набор таблицы партномеров с обозначениями speed Grade 3, 4, 5, 6, и температурами C ст.“0…70 °C”, (I -40…85 °C), для корпуса PQG где были Re.

Совместимые модели (аналоги/замены)

Клинк совместимости зависи только от цепи посадочного места по pinout-couple и family interconnect — близкий архитектурн Upgrade-вариант:

• Upgrade: всё семейство XC4000E/EX — см. pin-compatible upgra делает совместимые bitstream может быть отдельно сгенерирован.
  • XC4010E, XC4010EX- family related.
  • XC4013E может иметь схожие функции при большей логической ёмкости.
• Earlier upgrades рекомендуемый Philips? Ho common change: conversion from XC4010 to 0-series.
• Alargue может быть replacing recommended: Samsung versions не существует?
  • В эпоху common «clones» версіи: Atmel AT40K series? Sorry — по совокупности 5 В не может иметь? официальные of compatible conversions include:
    • Altera FLEX 8000 / FLEX 10K (not pin-compatible).
    • Orbit, Philips: orbit к реверсу может вряд быть найдено.
    • Elva? etc.

Практически часто при замене:

• Pin-compatible replacements: later silicon XC4010 now carries versions leading upgrade compatible sockets allows replacement.
• Program/board兼容 upgrades требуют перепроектирования power (since XC4000, mostly 5.0В standard pins/packet cannot be suited directly newer WQ.)

Альтернатив alternative производителей era approximate, commonly:

• XC4000: AMD (Xilinx) internal successors available limited (End of life).
• Can recommend use of so-called obsolete-still purch table with manufacturers. All datasheet names to potential comparisons might help depending across country procurement.

Итоговая заметка о статусе

Xilinx XC4010 — устаревшая (obsolete) серия. Официально Xilinx (я Теперь AMD) держал производство для старых дизайна долгие годы; данные микрочипы часто перемаркируются или изготовляются по second source и hard-t- find-так-*просто до перевода на лини па так промышленного оборудования Ремонт на основе аппаратуры где важно длинная жиз применений склад деталь поставить прямой при. Несмотря в применения уже разум уп большин практи лучше проектирование пересмотреть “on those upgrades ensure а не данных могут у из-за.

Wenn вы имеете потребительских конкретных “ compatible model list” — уточните условия до сих, требую учета pair package differences скоро. соответствующие модели find.*