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XA3S1400A-4FGG484I 发布时间 时间:2025/10/31 4:15:21 查看 阅读:9

XA3S1400A-4FGG484I 是Xilinx公司推出的一款基于现场可编程门阵列(FPGA)的高性能集成电路,专为空间和高可靠性应用而设计。该器件属于Xilinx Spartan-3A系列的抗辐射增强版本,适用于需要在严苛环境(如航天、卫星系统和高能物理实验)中运行的应用场景。该芯片采用抗辐射设计技术,能够承受高剂量的电离辐射和单粒子效应(SEE),确保在太空或核辐射环境下的长期稳定运行。其封装形式为FBGA-484,具有较小的占地面积和优良的电气性能,适合对空间和重量敏感的嵌入式系统。该器件的工作温度范围通常为工业级或扩展工业级,以适应极端环境条件。
  XA3S1400A继承了Spartan-3系列的架构优势,包括丰富的可配置逻辑块(CLB)、分布式和块状存储器、数字时钟管理器(DCM)以及高速I/O功能。它提供了多达140万个系统门的逻辑容量,支持多种I/O标准,如LVTTL、LVCMOS、PCI、HSTL和SSTL等,增强了与外部设备的兼容性。此外,该FPGA支持多种配置模式,包括主串行、从串行、主并行和从并行模式,可通过非易失性存储器(如PROM)或处理器进行配置,灵活性高。由于其抗辐射特性,该器件广泛应用于低地球轨道(LEO)卫星、深空探测器、军用航空电子系统和高可靠性地面站设备中。

参数

型号:XA3S1400A-4FGG484I
  制造商:Xilinx(现为AMD旗下)
  系列:Spartan-3A Space/Hi-Rel
  逻辑单元数:约1,400,000 门
  可用逻辑单元(Equivalent LUTs):约52,920
  块RAM总量:864 kbits
  块RAM数量:36 块(每块18kbits)
  DSP切片数:52
  I/O引脚数:372(最大)
  封装类型:FBGA-484
  引脚间距:1.0 mm
  工作电压:VCCINT: 1.2V, VCCAUX: 2.5V/3.3V, VCCO: 1.2V~3.3V
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C(典型军规/航天级)
  抗辐射能力:总电离剂量(TID)> 100 krad(Si),抗单粒子闩锁(SEL)加固
  配置方式:主/从串行、主/从并行、JTAG
  时钟管理:4个数字时钟管理器(DCM)

特性

XA3S1400A-4FGG484I 的核心特性之一是其卓越的抗辐射性能,这是通过特殊的制造工艺和电路设计实现的。该器件在晶圆制造阶段采用了抗辐射加固工艺(Rad-Hard By Process, RHBP)或抗辐射加固设计(Rad-Hard By Design, RHBD),使其能够有效抵御空间环境中常见的总电离剂量(TID)效应和单粒子效应(SEE),如单粒子翻转(SEU)、单粒子瞬态(SET)和单粒子闩锁(SEL)。这种加固设计确保了在高能粒子轰击下,FPGA的功能不会发生永久性损坏或逻辑错误,从而保障关键任务系统的持续运行。
  该芯片基于Spartan-3A架构,拥有高度灵活的可编程逻辑资源,包括可配置逻辑块(CLB)、查找表(LUT)、触发器和快速进位链,支持复杂的状态机、算术运算和数据路径设计。其内置的36块18kbit块状RAM可用于实现大容量缓存、FIFO或双端口存储器,适用于图像处理、数据缓冲和通信协议处理等应用。此外,集成的52个DSP模块支持高效的乘法累加(MAC)操作,适合雷达信号处理、滤波器实现和FFT计算等数字信号处理任务。
  高速I/O架构支持多种单端和差分I/O标准,允许与各种外围设备无缝接口,包括ADC、DAC、SRAM、DDR存储器和高速串行收发器(需外部PHY)。每个I/O均可独立配置驱动强度和迟滞,优化信号完整性和功耗。数字时钟管理器(DCM)提供时钟去抖、频率合成、相位调整和延迟锁定功能,支持多时钟域设计和精确时序控制,对于同步系统至关重要。
  该器件还具备JTAG边界扫描测试功能,便于生产测试和现场调试。配置过程可通过外部PROM自动加载,也可通过微处理器动态重配置,支持部分重构功能(需设计支持),提高了系统的灵活性和容错能力。安全性和可靠性方面,支持写保护、读回加密和配置完整性校验,防止未授权访问和配置数据损坏。

应用

XA3S1400A-4FGG484I 主要面向高可靠性与抗辐射要求严苛的应用领域,尤其适用于航空航天和国防系统。在卫星系统中,该器件常用于星载数据处理单元、遥测遥控接口、姿态控制系统逻辑单元以及星上图像压缩与传输模块。其抗辐射特性使其能够在低地球轨道(LEO)、地球同步轨道(GEO)甚至深空环境中长期稳定运行,避免因宇宙射线导致的系统故障。
  在航天器和运载火箭中,该FPGA被用于飞行计算机、传感器融合单元、电源管理系统和通信子系统,执行实时控制算法和数据采集任务。由于其宽温特性和高可靠性,也广泛应用于军用无人机、战斗机航电系统、导弹制导系统和地面雷达信号处理平台。
  此外,在高能物理实验装置(如粒子加速器)中,该器件用于前端数据采集系统(FEE)和触发判选逻辑,处理来自探测器的高速信号。核反应堆监测系统和辐射环境下的机器人控制系统也是其典型应用场景。由于其长生命周期支持和军规认证,该芯片特别适合需要长期供货保障和严格认证流程的项目。

替代型号

XQR2V3000-4CB1144I
  XA3S1400AN-4FGG484I

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XA3S1400A-4FGG484I参数

  • 标准包装60
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Spartan®-3A XA
  • LAB/CLB数2816
  • 逻辑元件/单元数25344
  • RAM 位总计589824
  • 输入/输出数375
  • 门数1400000
  • 电源电压1.14 V ~ 1.26 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳484-BBGA
  • 供应商设备封装484-FBGA