| MODELO P/N | SERIE | NÚMERO DE LABORATORIOS/CLBS | GRADO DE VELOCIDAD | NÚMERO DE ELEMENTOS LÓGICOS / CELDAS | TOTAL BITS RAM | NÚMERO DE E/S | TENSIÓN - ALIMENTACIÓN | TIPO DE MONTAJE | TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO | PAQUETE / ESTUCHE | PAQUETE DEL DISPOSITIVO DEL PROVEEDOR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| XC7K420T-2FFG1156I | Kintex-7 | 32.575,00 | -2,00 | 416,960 | 30781440 | 400 | 0,97 – 1,03 V (típico: 1,0 V) | Montaje en superficie | −40 °C — 100 °C | 1156-FCBGA | 1156-FCBGA (35 × 35 mm) |
XC7K420T-2FFG1156I
Fabricante: Xilinx
Células lógicas: 419,840
Rebanadas lógicas: 65,600
RAM integrada (eRAM): 30 240 Kb (840 × 36 Kb de RAM en bloque)
E/S máxima por usuario: 500
Paquete: FFG1156 (BGA con chip invertido)
Grado de velocidad: -2
Temperatura de funcionamiento: Industrial (-40°C a +100°C)
Especificaciones
Definición del número de pieza
Este FPGA de grado industrial pertenece a la familia Kintex-7 de AMD Xilinx, fabricado con un proceso semiconductor unificado y consolidado de 28 nm HKMG con arquitectura estándar de la serie 7. Ofrece una capacidad lógica equilibrada, alto rendimiento en el procesamiento de señales digitales, ancho de banda serie de alta velocidad y rentabilidad, y está diseñada para equipos industriales de procesamiento de señales para uso al aire libre, módulos de comunicación militar reforzados, plataformas informáticas integradas montadas en vehículos, instrumentos de prueba portátiles de campo y sistemas electrónicos auxiliares a bordo de aeronaves que requieren un funcionamiento continuo y estable en todo el rango de temperaturas industriales.
- XC7K420T: Dispositivo convencional de gran capacidad de la línea Kintex-7, reconocido por su óptima relación precio-rendimiento, ampliamente utilizado en el desarrollo de sistemas digitales de tamaño mediano a grande para los campos de las comunicaciones, los radares, el control industrial y el procesamiento de señales
- -2: Nivel de velocidad 2, especificación de rendimiento de sincronización medio. Ofrece un equilibrio entre la frecuencia máxima de operación y el consumo total de energía, lo cual lo hace adecuado para dispositivos que requieren un funcionamiento estable a alta velocidad sin buscar un rendimiento extremo en la frecuencia de reloj
- FFG1156: Paquete FCBGA tipo flip-chip de 1156 pines con dimensiones físicas de 35 mm × 35 mm. La gran cantidad de pines de bola permite el despliegue completo de todos los transceptores GTX integrados, bancos de E/S generales de tipo dual e interfaces de memoria DDR3 multicanal de gran capacidad, con una excelente disipación térmica e integridad de señal.
- I: Clasificación de temperatura industrial, rango de temperatura de unión en funcionamiento continuo: -40 °C a +100 °C
Parámetros de los recursos de hardware integrados en el chip
1. Recursos de lógica programable
- Total de celdas lógicas del sistema: 416 960
- Segmentos CLB configurables: 65 150
- Total de chanclas: 1 303 000
- Total de tablas de consulta (LUT): 651 500
- Capacidad de RAM distribuida: 5,94 Mb
2. Recursos aritméticos y de memoria integrada
- Módulos aritméticos del DSP48E1: 1.680 unidades, aptos para cálculos de punto fijo y punto flotante, análisis de espectro mediante FFT a gran escala, demodulación de señales de banda base inalámbricas, procesamiento de datos de eco de radar y tareas de aceleración de algoritmos criptográficos
- Capacidad total de la memoria RAM en bloque: 30,06 Mb, utilizada para el almacenamiento en búfer de fotogramas de imagen, el almacenamiento en caché de datos FIFO de gran profundidad, el almacenamiento de datos sin procesar de formas de onda y el almacenamiento de tablas de parámetros de algoritmos
3. Subsistema de gestión del reloj
- 8 bloques de gestión de reloj MMCM
- 8 circuitos de bucle de fase (PLL)
Se pueden configurar libremente múltiples dominios de reloj mutuamente independientes. El subsistema admite el desplazamiento preciso de la fase del reloj, la compensación del retraso en la transmisión de la señal y la generación de relojes con bajo jitter, lo que cumple plenamente con los estrictos requisitos de sincronización de los sistemas complejos de comunicación y procesamiento de señales digitales.
4. Transceptores seriales de alta velocidad
- 32 transceptores seriales diferenciales de alta velocidad GTX
La velocidad máxima de transmisión por carril alcanza los 12,5 Gbps, y es compatible con PCIe Gen2, 10G Ethernet, Aurora, JESD204B y los principales protocolos industriales de comunicación serie de alta velocidad. Los controladores de protocolo integrados acortan de manera efectiva el ciclo de desarrollo de las interfaces de transmisión de datos de gran ancho de banda.
5. Interfaces de E/S y módulo de monitoreo integrado en el chip
- Total de pines de E/S configurables para el usuario: 680
Equipado con dos tipos de bancos de E/S: E/S de amplio rango HR, que admite voltajes de 1,2 V a 3,3 V, y E/S de alta velocidad HP, que admite voltajes de 1,2 V a 1,8 V, totalmente compatibles con LVCMOS, LVDS, HSTL, SSTL y todos los estándares convencionales de señal de un solo extremo y diferencial
El módulo de monitoreo del sistema XADC integrado recopila continuamente datos en tiempo real sobre la temperatura de unión del chip, los voltajes de alimentación internos del núcleo y las señales de entrada analógicas externas
Características de la fuente de alimentación
El voltaje de operación básico para el Speed Grade 2 está configurado para equilibrar el rendimiento y el consumo de energía. La estructura lógica programable, la memoria RAM en bloque, las matrices DSP y los transceptores seriales se dividen en dominios de alimentación independientes entre sí, lo que permite la desactivación parcial de la alimentación de los módulos para ajustar dinámicamente el consumo total de energía
Rango típico de consumo total de energía: 16 W ~ 43 W. El funcionamiento continuo a plena carga en el límite superior de temperatura industrial requiere una configuración de enfriamiento por aire forzado
Especificaciones de empaque y ensamblaje SMT
- Formato del paquete: BGA tipo flip-chip de 1156 pines
- Nivel de sensibilidad a la humedad: MSL4. Todas las operaciones de soldadura por reflujo deben completarse dentro de las 72 horas posteriores a la apertura del empaque al vacío
- Diseño de empaques sin plomo, que cumple plenamente con las normas ambientales de la Directiva RoHS
- Los dispositivos se almacenan y transportan en bandejas antiestáticas para evitar daños electrostáticos durante la producción en masa de ensamblaje de placas de circuito impreso
Adaptabilidad ambiental y confiabilidad operativa
El chip mantiene un funcionamiento estable a largo plazo en entornos hostiles caracterizados por fluctuaciones drásticas de temperatura, golpes mecánicos, vibraciones e intensas interferencias electromagnéticas. Es compatible con el cifrado de flujo de bits AES, la reconfiguración parcial dinámica y la detección y corrección de errores de un solo evento (SEU), y cuenta con un diseño básico reforzado contra la radiación, lo que lo adapta perfectamente a escenarios de implementación al aire libre, en vehículos y en aplicaciones aeroespaciales en miniatura.
Escenarios típicos de aplicación
- Placas de procesamiento de banda base para comunicaciones inalámbricas militares de alta resistencia y módulos de adquisición de señales de frecuencia intermedia para radares
- Unidades de preprocesamiento de datos de percepción para la conducción inteligente instaladas en vehículos y puertas de enlace industriales de computación periférica para un amplio rango de temperaturas
- Analizadores de espectro portátiles para campo y generadores de señales de forma de onda arbitraria para uso al aire libre
- Placas de procesamiento de carga útil de comunicación ligera y de registro de datos aéreos para vehículos aéreos no tripulados (UAV)
- Plataformas de verificación de prototipos de chips de comunicación a escala media y de desarrollo de algoritmos para institutos de investigación
- Sistemas industriales de adquisición de datos multicanal de alta velocidad y equipos de procesamiento de visión artificial de alta resolución
