Xilinx Virtex-4 LX Serie FPGA - XC4VLX40 / XC4VLX100 / XC4VLX200 Technische Übersicht

Die Xilinx Virtex-4 LX-Familie ist für leistungsstarke logikintensive Anwendungen konzipiert, die eine hohe Logikdichte, reichlich E/A-Ressourcen und ein deterministisches Timing-Verhalten erfordern. Bausteine wie XC4VLX40, XC4VLX100, und XC4VLX200 werden nach wie vor häufig in der Telekommunikationsinfrastruktur, der industriellen Automatisierung, in Verteidigungssystemen und in hochzuverlässigen eingebetteten Plattformen eingesetzt.

Diese Bausteine kombinieren eine fortschrittliche 90-nm-CMOS-Prozesstechnologie mit einer optimierten Logic-Fabric-Architektur, die einen hohen Systemdurchsatz ermöglicht und gleichzeitig einen stabilen Betrieb über erweiterte Temperaturbereiche gewährleistet.

LXB Semicon hat derzeit die folgenden Xilinx Virtex-4 LX FPGA-Modelle auf Lager:

XC4VLX200-10FFG1513I
XC4VLX200-11FFG1513I
XC4VLX200-10FFG1513C
XC4VLX200-11FFG1513C

XC4VLX40-10FFG668I
XC4VLX40-11FFG668I
XC4VLX40-10FFG668C
XC4VLX40-11FFG668C

XC4VLX100-10FFG1148I
XC4VLX100-11FFG1148I
XC4VLX100-10FFG1148C
XC4VLX100-11FFG1148C

Alle diese Teile sind Original Xilinx-Geräte und sind derzeit auf Lager bei LXB Semicon, bereit für den schnellen Versand. So können wir dringende Produktionspläne unterstützen und die Vorlaufzeiten für unsere Kunden verkürzen.

Ressourcen für Architektur und Logik

Virtex-4 LX Geräte implementieren eine skalierbare Logikarchitektur, die auf konfigurierbaren Logikblöcken (CLBs) basiert, die sich aus:

• Logikzellen mit 4 Eingängen auf LUT-Basis

• Leistungsstarke Übertragungsketten zur Beschleunigung der Arithmetik

• Verteiltes RAM und Schieberegister-LUTs (SRLs)

• Dedizierte Taktmanagement-Kacheln (DCMs)

Vergleich der Logikdichte

Dieser Dichtebereich ermöglicht Entwicklern die Skalierung von steuerungszentrierten Designs bis hin zu eingebetteten Multicore-Verarbeitungssystemen ohne Änderung der FPGA-Architektur.

Geschwindigkeitsabstufungen und Timing-Leistung

Zu den aufgeführten Geräten gehören Geschwindigkeitsstufen -10 und -11, die zwei Leistungsstufen darstellen:

• -11 Geschwindigkeitsstufe
  Optimiert für höhere maximale Taktfrequenzen und engere Timing-Spannen. Geeignet für Echtzeit-Datenverarbeitung, Hochgeschwindigkeitsschnittstellen und latenzempfindliche Logikpfade.

• -10 Geschwindigkeitsstufe
  Ausgewogene Leistung mit verbesserter Energieeffizienz und entspannten Timing-Beschränkungen. Wird häufig für kostenoptimierte Industrie- und Infrastrukturdesigns ausgewählt.

In der Regel wählen die Entwickler die Geschwindigkeitsklasse auf der Grundlage der Anforderungen an die zeitliche Schließung des kritischen Pfads und der Beschränkungen des Energiebudgets.

Gehäuseoptionen und E/A-Fähigkeit

Die FFG-Gehäuse (Fine-Pitch Flip-Chip BGA) bieten Unterstützung für eine hohe Pinanzahl und starke Signalintegritätsmerkmale.

Unterstützte Pakete in dieser Serie

Die große E/A-Kapazität ermöglicht die Unterstützung von:

• LVTTL / LVCMOS

• LVDS-Differenzial-Signalisierung

• Hochgeschwindigkeits-Speicherschnittstellen

• Mehrkanalige parallele Datenbusse

Dank dieser Flexibilität eignet sich der Virtex-4 LX für schnittstellenreiche Plattformen wie Telekommunikations-Linecards und industrielle Steuerungen.

Temperaturklassen: Kommerziell und industriell

Die aufgeführten Modelle umfassen sowohl C (Kommerziell) und I (Industriell) Temperaturstufen:

• Kommerziell (C): 0°C bis +85°C
  Geeignet für Rechenzentren, Laborgeräte und kontrollierte Innenräume.

• Industriell (I): -40°C bis +100°C
  Entwickelt für Outdoor-Geräte, Fabrikautomatisierung, Transportsysteme und robuste eingebettete Plattformen.

Industrietaugliche Teile werden in der Regel für unternehmenskritische Systeme spezifiziert, die einen stabilen Langzeitbetrieb unter rauen Umweltbedingungen erfordern.

Speicher und eingebettete Funktionen

Virtex-4 LX-Geräte integrieren:

• Verteiltes RAM innerhalb von Logikblöcken

• Block-RAM (BRAM) für Pufferung und FIFO-Implementierung

• Leistungsstarke Uhrennetzwerke

• Mehrere Digital Clock Managers (DCMs)

Diese Ressourcen ermöglichen es den Designern, diese umzusetzen:

• Pufferung in Echtzeit

• Verarbeitung von Protokollpaketen

• Eingebettete Zustandsmaschinen

• Hochgeschwindigkeits-Datenerfassungspipelines

Typische Anwendungsszenarien

Die XC4VLX40 / XC4VLX100 / XC4VLX200-Familie wird in der Regel in folgenden Bereichen eingesetzt:

Telekommunikationseinrichtungen

• Basisband-Verarbeitung

• Klassifizierung der Pakete

• Backplane-Schaltlogik

Industrielle Automatisierung

• Systeme zur Bewegungssteuerung

• SPS-Logik-Erweiterung

• Industrielle Ethernet-Gateways

Verteidigung und Luft- und Raumfahrt

• Vorverarbeitung von Radarsignalen

• Sichere Kommunikationsplattformen

• Avionik-Schnittstellensteuerungen

Medizinische und bildgebende Systeme

• Hochgeschwindigkeits-Datenaggregation

• Pipelines für die Bilderfassung

• Kontrolle der Diagnoseinstrumente

Langer Lebenszyklus und Unterstützung von Altsystemen

Obwohl es sich bei Virtex-4 um eine ausgereifte FPGA-Generation handelt, sind viele OEM-Systeme immer noch auf diese Bausteine angewiesen, weil:

• Lange Produktqualifizierungszyklen

• Regulatorische Zertifizierungsanforderungen

• Kostenbeschränkungen bei der Umgestaltung des Systems

Daher sind eine stabile Beschaffung und die Kompatibilität mit bestehenden Leiterplattendesigns nach wie vor entscheidend für die Kontinuität von Wartung und Produktion.

Zusammenfassung

Die Xilinx Virtex-4 LX Serie einschließlich XC4VLX40, XC4VLX100, und XC4VLX200 bietet weiterhin zuverlässige Logikleistung mit hoher Dichte für Systeme auf Industrie- und Infrastrukturebene.

Mit mehreren Geschwindigkeitsstufen, erweiterten Temperaturoptionen und BGA-Gehäusen mit hoher Pin-Zahl eignen sich diese Bausteine auch für den langfristigen Einsatz in leistungssensiblen Embedded-Anwendungen.