Xilinx Virtex-4 LX Serisi FPGA - XC4VLX40 / XC4VLX100 / XC4VLX200 Teknik Genel Bakış

Xilinx Virtex-4 LX ailesi, büyük mantık yoğunluğu, bol I/O kaynakları ve deterministik zamanlama davranışı gerektiren yüksek performanslı mantık yoğun uygulamalar için tasarlanmıştır. Aşağıdaki gibi cihazlar XC4VLX40, XC4VLX100, ve XC4VLX200 telekom altyapısı, endüstriyel otomasyon, savunma sistemleri ve yüksek güvenilirlikli gömülü platformlarda yaygın olarak kullanılmaya devam etmektedir.

Bu cihazlar, gelişmiş 90nm CMOS proses teknolojisini optimize edilmiş mantık yapısı mimarisiyle birleştirerek yüksek sistem verimi sağlarken geniş sıcaklık aralıklarında istikrarlı çalışmayı sürdürür.

LXB Semicon şu anda aşağıdaki Xilinx Virtex-4 LX FPGA modelleri için stoklara sahiptir:

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

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

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

Tüm bu parçalar orijinal Xilinx cihazları ve LXB Semicon'da fiziksel olarak stokta, hızlı sevkiyat için hazır. Bu, acil üretim programlarını desteklememize ve müşteri teslim sürelerini azaltmamıza olanak tanır.

Mimari ve Mantık Kaynakları

Virtex-4 LX cihazlar, aşağıdakilerden oluşan yapılandırılabilir mantık bloklarına (CLB'ler) dayalı ölçeklenebilir bir mantık mimarisi uygular:

• 4 girişli LUT tabanlı mantık hücreleri

• Aritmetik hızlandırma için yüksek performanslı taşıma zincirleri

• Dağıtılmış RAM ve shift-register LUT'lar (SRL'ler)

• Özel saat yönetimi karoları (DCM'ler)

Mantık Yoğunluğu Karşılaştırması

Bu yoğunluk aralığı, tasarımcıların FPGA mimarisini değiştirmeden kontrol merkezli tasarımlardan çok çekirdekli gömülü işleme sistemlerine kadar ölçeklendirmesine olanak tanır.

Hız Dereceleri ve Zamanlama Performansı

Listelenen cihazlar şunları içerir -10 ve -11 hız kademeleri, iki performans kademesini temsil eder:

• -11 Hız Sınıfı
  Daha yüksek maksimum saat frekansları ve daha sıkı zamanlama marjları için optimize edilmiştir. Gerçek zamanlı veri işleme, yüksek hızlı arayüzler ve gecikmeye duyarlı mantık yolları için uygundur.

• -10 Hız Sınıfı
  Gelişmiş güç verimliliği ve rahat zamanlama kısıtlamaları ile dengeli performans. Genellikle maliyeti optimize edilmiş endüstriyel ve altyapı tasarımları için seçilir.

Tasarımcılar genellikle kritik yol zamanlama kapatma gereksinimlerine ve güç bütçesi kısıtlamalarına göre hız derecesini seçerler.

Paket Seçenekleri ve I/O Kapasitesi

FFG (Fine-Pitch Flip-Chip BGA) paketleri yüksek pin sayısı desteği ve güçlü sinyal bütünlüğü özellikleri sağlar.

Bu Seride Desteklenen Paketler

Geniş I/O kapasitesi aşağıdakiler için destek sağlar:

• LVTTL / LVCMOS

• LVDS diferansiyel sinyalleşme

• Yüksek hızlı bellek arayüzleri

• Çok kanallı paralel veri yolları

Bu esneklik, Virtex-4 LX'i telekom hat kartları ve endüstriyel kontrolörler gibi arayüz açısından zengin platformlar için uygun hale getirir.

Sıcaklık Dereceleri: Ticari ve Endüstriyel

Listelenen modeller her ikisini de içerir C (Ticari) ve I (Endüstriyel) sıcaklık dereceleri:

• Ticari (C): 0°C ila +85°C
  Veri merkezleri, laboratuvar ekipmanları ve kontrollü iç ortamlar için uygundur.

• Endüstriyel (I): -40°C ila +100°C
  Dış mekan ekipmanları, fabrika otomasyonu, ulaşım sistemleri ve dayanıklı gömülü platformlar için tasarlanmıştır.

Endüstriyel sınıf parçalar genellikle zorlu çevre koşulları altında istikrarlı uzun süreli çalışma gerektiren kritik görev sistemlerinde belirtilir.

Bellek ve Gömülü Özellikler

Virtex-4 LX cihazları entegre olur:

• Mantık blokları içinde dağıtılmış RAM

• Arabelleğe alma ve FIFO uygulaması için Blok RAM (BRAM)

• Yüksek performanslı saat ağları

• Çoklu Dijital Saat Yöneticileri (DCM'ler)

Bu kaynaklar tasarımcıların uygulama yapmasını sağlar:

• Gerçek zamanlı tamponlama

• Protokol paket işleme

• Gömülü durum makineleri

• Yüksek hızlı veri toplama hatları

Tipik Uygulama Senaryoları

XC4VLX40 / XC4VLX100 / XC4VLX200 ailesi genellikle şu alanlarda kullanılır:

Telekomünikasyon Ekipmanları

• Ana bant işleme

• Paket sınıflandırması

• Arka panel anahtarlama mantığı

Endüstriyel Otomasyon

• Hareket kontrol sistemleri

• PLC mantık genişletmesi

• Endüstriyel Ethernet ağ geçitleri

Savunma ve Havacılık

• Radar sinyali ön işleme

• Güvenli iletişim platformları

• Aviyonik arayüz kontrolörleri

Medikal ve Görüntüleme Sistemleri

• Yüksek hızlı veri toplama

• Görüntü alma işlem hatları

• Diyagnostik enstrümantasyon kontrolü

Uzun Yaşam Döngüsü ve Eski Sistem Desteği

Virtex-4 olgun bir FPGA nesli olmasına rağmen, birçok OEM sistemi hala bu cihazlara bağlıdır:

• Uzun ürün kalifikasyon döngüleri

• Düzenleyici sertifika gereklilikleri

• Sistem yeniden tasarım maliyet kısıtları

Sonuç olarak, istikrarlı tedarik kaynağı ve mevcut PCB tasarımlarıyla uyumluluk, bakım ve üretim sürekliliği için kritik öneme sahip olmaya devam etmektedir.

Özet

Bu Xilinx Virtex-4 LX dahil olmak üzere seri XC4VLX40, XC4VLX100, ve XC4VLX200 endüstriyel sınıf ve altyapı seviyesindeki sistemler için güvenilir yüksek yoğunluklu mantık performansı sağlamaya devam ediyor.

Çoklu hız dereceleri, genişletilmiş sıcaklık seçenekleri ve yüksek pin sayılı BGA paketleri ile bu cihazlar, performansa duyarlı gömülü uygulamalarda uzun vadeli dağıtım için uygun olmaya devam etmektedir.