| MODELL P/N | SERIE | ANZAHL DER LABORE/KLINIKEN | GESCHWINDIGKEITSSTUFE | ANZAHL DER LOGIKELEMENTE / ZELLEN | RAM-BITS INSGESAMT | ANZAHL DER E/A | SPANNUNG - VERSORGUNG | BEFESTIGUNGSTYP | BETRIEBSTEMPERATUR | VERPACKUNG / KASSE | LIEFERANT GERÄTEPAKET |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| XCVU440-1FLGA2892I | Virtex® UltraScale | 0,00 | -1,00 | ~4.432.680 LE (Geräteklasse) | ~907,264,00 | 1.456 | Kern/I/O gemäß Datenblatt | Oberflächenmontage | -40 °C ~ +100 °C (I) | 2892-FBGA / FCBGA | 2892-FCBGA (Flip-Chip-Ball-Grid-Array) |
XCVU440-1FLGA2892I
Hersteller: Xilinx
Logische Zellen: 5,520,000
Logische Schnitte: 862,000
Eingebettetes RAM (eRAM): 118.800 Kb (3.300 × 36 Kb Block-RAM)
Maximale Benutzer-E/A: 1,000
Paket: FLGA2892 (Flip-Chip-BGA)
Geschwindigkeitsstufe: -1
Betriebstemperatur: Industriell (-40°C bis +100°C)
Spezifikationen
Definition der Artikelnummer
Dieses High-End-FPGA für den industriellen Temperaturbereich gehört zur Virtex UltraScale-Serie von Xilinx und wird im 20-nm-FinFET-Prozess hergestellt. Er vereint extrem umfangreiche programmierbare Logikressourcen, zahlreiche Recheneinheiten, große Speichermodule und zahlreiche serielle Hochgeschwindigkeitsanschlüsse und ist damit auf die Hochleistungs-Chipverifizierung, optische Backbone-Kommunikationsgeräte, die Signalverarbeitung in der Luft- und Raumfahrt sowie robuste industrielle Rechengeräte ausgerichtet, die einen zuverlässigen Betrieb über den gesamten industriellen Temperaturbereich hinweg erfordern.
- XCVU440: Das Flaggschiffmodell der Virtex UltraScale-Serie mit hoher Kapazität, ausgestattet mit einer umfassenden Hochgeschwindigkeits-Verbindungsarchitektur und maximierter Logikskalierbarkeit
- -1: Geschwindigkeitsstufe 1, auf geringen Stromverbrauch ausgerichtete Timing-Stufe. Hier stehen die Steuerung des Stromverbrauchs und die thermische Stabilität im Vordergrund und nicht die maximale Betriebsfrequenz; geeignet für Geräte mit langer Laufzeit und begrenzten Möglichkeiten zur Wärmeableitung
- FLGA2892: Großes 2892-Ball-Flip-Chip-FCBGA-Gehäuse. Die ausreichende Anzahl an Pins ermöglicht einen massiven parallelen Signalzugriff sowie die Anordnung aller Hochgeschwindigkeits-Transceiver und den Anschluss einer Mehrkanal-Speicherschnittstelle.
- I: Spezifikation für den industriellen Einsatz, Betriebsbereich der Sperrschichttemperatur: -40 °C bis +100 °C
Details zu den On-Chip-Hardware-Ressourcen
1. Programmierbare Logikressourcen
- Gesamtzahl der Logikzellen: 5.540.850
- Konfigurierbare CLB-Slices: 316620
- Gesamtzahl der Flip-Flops: 6332400
- Gesamtzahl der LUTs: 3.166.200
2. Rechen- und Speicherressourcen
- DSP48E2-Recheneinheiten: 2.880 Stück, geeignet für Festkomma- und Gleitkomma-Rechenoperationen, groß angelegte FFT-Berechnungen, Modulation und Demodulation von Radarsignalen, Beschleunigung von Verschlüsselungsalgorithmen sowie umfangreiche Matrixberechnungen
- Gesamtkapazität des Block-RAM: 88,6 Mb, genutzt für das Zwischenspeichern großer Bildrahmen, FIFO-Speicher für Daten mit hoher Tiefe, die Speicherung von Wellenformen und Tabellen mit Algorithmusparametern
- Verteilte RAM-Kapazität: 28,7 Mb, genutzt für einen kleinen On-Chip-Cache und eine schlanke asynchrone Datenpufferung
3. Taktmanagement-Module
- 24 MMCM-Taktmanagementeinheiten
- 24 PLL-Phasenregelkreise
Es kann mehrere unabhängige Taktdomänen aufbauen, die Taktphase präzise anpassen, Signalverzögerungen ausgleichen und Taktjitter unterdrücken, wodurch die strengen Anforderungen an die Zeitsynchronisation von extrem großen, komplexen digitalen Systemen erfüllt werden.
4. Serielle Hochgeschwindigkeits-Transceiver
- 48 GTH-Hochgeschwindigkeits-Differenz-Transceiver
Die maximale Übertragungsrate pro Lane erreicht 32,75 Gbit/s; kompatibel mit PCIe Gen4, 100G/400G-Ethernet, Aurora, JESD204B und verschiedenen gängigen Protokollen für die optische Kommunikation. Der integrierte 100G-Ethernet-Hard-MAC beschleunigt die Entwicklung von Netzwerkschnittstellen mit hoher Bandbreite.
5. E/A- und Systemüberwachungsfunktion
- Verfügbare konfigurierbare Benutzer-I/O-Pins: 1504
Die verschiedenen Spannungsbereiche für die I/O-Bänke reichen von 1,2 V bis 3,3 V und sind vollständig kompatibel mit LVCMOS, LVDS, HSTL, SSTL sowie allen gängigen Single-Ended- und Differenzsignalstandards.
Das integrierte Systemüberwachungsmodul erfasst kontinuierlich in Echtzeit die Chip-Übergangstemperatur, die Werte der internen Versorgungsspannung sowie externe analoge Eingangssignale.
Stromversorgungsparameter
Die Kernbetriebsspannung liegt im Bereich von 0,85 V bis 0,9 V. Der Logikbereich, die Speichermodule, die DSP-Einheiten und die Transceiver verfügen über voneinander unabhängige Stromversorgungsbereiche, wodurch eine teilweise Abschaltung möglich ist, um den Gesamtstromverbrauch flexibel zu senken.
Typische Gesamtleistungsaufnahme: 35 W bis 85 W. Für einen stabilen Volllastbetrieb unter der oberen Grenze des industriellen Temperaturbereichs ist eine Zwangsluftkühlung oder ein Flüssigkeitskühlsystem unerlässlich.
Anforderungen an die Verpackung und die SMT
- Gehäuseform: 2892-Pin-FCBGA-Flip-Chip-Ball-Grid-Array, Gesamtabmessungen 55 mm × 55 mm
- Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe: MSL4. Das Reflow-Löten muss innerhalb von 72 Stunden nach dem Öffnen der Vakuumverpackung abgeschlossen sein.
- Bleifreies Verpackungsdesign, das den RoHS-Umweltstandards entspricht
- Die Produkte werden in antistatischen Trays gelagert und transportiert, um elektrostatische Schäden bei der Massenproduktion von Leiterplatten zu vermeiden.
Umgebungsanpassungsfähigkeit und Zuverlässigkeit
Der Chip arbeitet auch unter extremen Temperaturschwankungen, mechanischen Stößen, Vibrationen und starken elektromagnetischen Störungen über einen langen Zeitraum hinweg stabil. Er unterstützt AES-Bitstream-Verschlüsselung, dynamische Teilrekonfiguration sowie SEU-Fehlererkennung und -korrektur und verfügt über eine verbesserte Strahlungsbeständigkeit, wodurch er sich für den Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, im Militär sowie in anderen rauen Einsatzumgebungen eignet.
Wichtigste Anwendungsszenarien
- Verifizierung von ASIC- und SoC-Prototypen im großen Maßstab, Emulationsplattformen für digitale Logik
- Kernverarbeitungsplatinen für optische 100G/400G-Backbone-Kommunikationsschalter
- Geräte zur Vorverarbeitung von Radarsignalen in der Luftfahrt, Bordrecheneinheiten für die Luft- und Raumfahrt
- Hochpräzise Signalanalysatoren, Ultrabreitband-Spektrumstestgeräte
- Robuste VPX-High-End-Embedded-Mainboards für den militärischen Einsatz
- Geräte für die Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung und groß angelegte Server zur Beschleunigung kryptografischer Berechnungen
