Xilinx XC4002A-6PC84C — Описание и характеристики

Общее описание

XC4002A-6PC84C — это FPGA (Field Programmable Gate Array) из семейства XC4000A компании Xilinx (ныне AMD). Микросхема относится к первому поколению масштабируемых FPGA с архитектурой LCA (Logic Cell Array), выпускалась в 1990-х годах. Корпус — пластиковый QFP/PQFP с 84 выводами, коммерческий температурный диапазон.

Обозначение расшифровывается так:

• XC4002A — модель (2 — эквивалент объёма логики, A — ревизия 4000A)
• -6 — скоростной грейд (чем меньше, тем быстрее)
• PC84 — тип корпуса (Plastic Quad Flat Pack, 84 pin)
• C — Commercial (0…+70 °C)

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | XC4000A | | Эквивалентная логика | ~2 000 логических вентилей | | Configurable Logic Blocks (CLB) | 64 (8×8 матрица) | | IOB (Input/Output Blocks) | 64 | | Триггеры (Flip-Flops) | 256 | | LUT (Look-Up Tables) | 3 входа (2 LUT на CLB) → 128 LUT | | Внутренняя RAM | нет специализированной BlockRAM | | Макс. число пользовательских I/O | 61 | | Напряжение питания ядра | 5.0 В ± 5 % | | Напряжение I/O | 5.0 В (TTL/CMOS) | | Рассеиваемая мощность | типично ~0.5–1 Вт | | Глобальные тактовые линии | 2 | | Скорость (длинная линия задержки) | ~7–9 нс для грейда -6 | | Максимальная тактовая частота | ~65–80 МГц (зависит от схемы) | | Задержка логики tPD (CLB) | ~4.4 нс | | Технология | CMOS, 0.9 мкм (для ревизии A) | | Корпус | PC84 (84-pin Plastic QFP) | | Температура | 0 °C … +70 °C (Commercial) | | Тип памяти конфигурации | SRAM (внешняя загрузка) |

Особенности архитектуры

• Логические CLB — построены на LUT с возможностью синтеза произвольных функций 2–3 переменных.
• Программируемые соединения — SPI (Switch Matrix), три варианта: короткие, длинные, двунаправленные и global lines.
• IOB — двунаправленные с программируемыми регуляторами скорости (slew rate), pull-up/pull-down, триггерами ЭТТЛ/TTL-совместимых входов.
• Конфигурация загружается из внешнего PROM/микроконтроллера в 7 режимах: Slave Serial, Master Serial, Peripheral, Boundary Scan и др.
• Программируется через Xilinx Foundation Series, ISE (старые версии) или через классический XACT Development System.

Партномера и обозначение

Формат: XC4002A-[speed grade][корпус][температурный диапазон]

Возможные партномера по одному кристаллу XC4002A

| Тип корпуса | Код | Пинов | Temp | |---|---|---|---| | Plastic QFP | PC84 | 84 | C / I | | Plastic PLCC | PC84 (аналог) | 84 | C | | Ceramic Pin Grid Array | PG84 | 84 | C / I / M | | Ceramic QFP | PQ84 / CQ84 | 84 | C / I / M | | Very-thin QFP | VQ (нестандарт) | — | C |

Список часто встречающихся партномеров XC4002A

• XC4002A-5PC84C (быстрее, grade -5)
• XC4002A-6PC84C ← ваш
• XC4002A-6PG84C
• XC4002A-6PQ84C
• XC4002A-6CP84C (Ceramic)
• XC4002A-6PC84I (Industrial)
• XC4002A-6PC84M (Military, часто в спец-исполнении)
• XC4002A-5PC84I
• XC4002A-7PC84C (медленнее)

Также применялись варианты -5, -6, -7 — это градации быстродействия; -6 — «стандартная» скорость того времени.

Совместимые модели / замены

Пин-совместимые и струк" (комментируемые)

| Модель | Совместимость | |---|---| | XC4003A / XC4005A | Pin-to-pin совместимы в том же семействе; 4005A имеет вывод на конфигуратор с последовательным режимом | | XC4003E / XC4005E | Логически схожи с ревизией A, часто могут заменить с перегенерированием битстрима | | XC4002A-5 / -6 / -7 | Только изменение скорости | | XC4000 (без буквы) | Предыдущая ревизия, функционально приближенно совпадает |

Переходы / Modern replacements

• Spartan-XL / Spartan (например, XC2S15, XC3S50) — моральные замены для новых дизайнов; требуют переноса проекта и платы.
• Spartan-3 / 3E аналог по I/O: при ремонте платы старые XC4002A больше коммерчески не поставляются, ставятся ONLY as legacy stock.

Device/Config memory

• XC1701 Series (XC17S30, XC1736) — Serial PROM для автозагрузки.
• XC1765 / XC1718 — classic config PROMS.
• PROM сторонних: микросхемы семейства Atmel AT17xxx, содержащие битовый поток.

Краткая сводка

XC4002A-6PC84C — ранний коммерческий FPGA 5 В, корпус PQFP-84 (QFP), 64 CLB, ~2000 гейтов, 64 IOB, грейд 6, диапазон 0…+70 °C, $SRAM$-конфигурация. Применялся для встраиваемых систем передач, интерфейсной логики, промышленных контроллеров, наустаревших в конце 1990-х сетевых узлов (прототипы). Партномера группы: XC4002A−[5/6/7]PC84C/I, XC4002A−6PG84C, XC4002A−6PQ84C. Прямая фронтальная регенезация дизайна обычно переносится на спартановый/Spartan серию AMD/США при редизайне. Чипы производства конца XX века коммерчески снятые с линии — поэтому при закупке важно учитывать «New Old Stock» или Pull-out test market.