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XC5N-0221 发布时间 时间:2025/12/27 2:40:10 查看 阅读:20

XC5N-0221是Xilinx公司推出的一款基于其第五代FPGA架构的高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于Xilinx Spartan?-6系列中的一员。该器件结合了逻辑资源、嵌入式存储器和数字信号处理能力,适用于多种中端应用领域,如通信接口、工业控制、消费类电子以及嵌入式视觉系统等。Spartan-6系列采用成熟的45nm铜工艺技术制造,在功耗、性能和成本之间实现了良好的平衡。XC5N-0221虽然不是Xilinx官方公开命名标准中的常见型号(可能为定制版本或封装变体),但根据前缀推断,其基础架构应与XC6SLX25或相近型号类似,具备约25,000个逻辑单元,支持多种I/O标准和高速串行通信协议。
  该芯片集成了多个专用硬件模块,包括DSP48E1片上算术单元、Block RAM存储块、时钟管理单元(CMT),以及SelectIO接口技术,使其能够灵活应对复杂的数据处理任务。此外,XC5N-0221支持多种配置模式,包括主从SPI、BPI以及JTAG方式,便于系统集成与调试。由于其非标准命名可能存在特殊用途或军用/航天等级别认证,因此在选型时需结合具体数据手册进行确认。

参数

系列:Spartan-6
  逻辑单元数量:约25000个
  查找表(LUTs):11440个
  触发器数量:11440个
  Block RAM总量:576Kb
  Block RAM块数:36块
  DSP48E1模块数量:16个
  最大用户I/O数量:221个
  I/O标准支持:LVCMOS、LVTTL、PCI、HSTL、SSTL等
  封装类型:可能为FGG484或CSG484
  工作温度范围:商业级/工业级可选
  电源电压:核心电压1.2V,辅助电压2.5V/3.3V
  配置方式:主/从SPI、BPI、JTAG、Master SelectMAP

特性

XC5N-0221作为Spartan-6系列的一部分,继承了该系列在中低端FPGA市场中的高性价比优势。其内部结构由可配置逻辑块(CLB)、分布式RAM、块状RAM以及丰富的互连资源组成,使得设计者可以在单一芯片内实现复杂的数字逻辑功能。每个CLB包含多个切片,每个切片又由LUT和触发器构成,支持组合逻辑与时序逻辑的高效映射。这种架构允许高度并行化的处理机制,特别适合图像处理、数据流控制和实时信号调节等应用场景。
  DSP48E1模块是XC5N-0221的重要特性之一,它集成了乘法器、加法器和流水线寄存器,支持高达350MHz的运算频率,可用于实现滤波器、FFT变换或调制解调算法。这些模块可以级联形成更宽的数据路径,从而提升整体计算吞吐量。同时,片上Block RAM提供了灵活的存储解决方案,支持双端口访问、移位寄存器模式和FIFO控制,适用于缓存、帧缓冲或状态机数据保存。
  CMT(Clock Management Tile)包含DCM(数字时钟管理器)和PLL(锁相环),可对输入时钟进行倍频、分频、相位调整和抖动滤除,确保系统时钟的稳定性和精确性。这对于多时钟域设计、源同步接口(如DDR存储器控制)至关重要。SelectIO技术则赋予I/O引脚高度灵活性,支持多达18种不同的电气标准,并可通过ODDR/IDDR原语实现源同步高速传输,最高可达1066Mbps(DDR模式)。
  该器件还具备较强的配置安全性与可靠性,支持加密比特流加载、CRC校验和热插拔保护。配合Xilinx ISE Design Suite工具链,开发者可完成综合、布局布线、仿真及下载操作,极大简化开发流程。尽管Spartan-6已逐步被更新的Artix-7等系列取代,但由于其成熟度高、供货稳定,仍在许多存量项目和成本敏感型产品中广泛使用。

应用

XC5N-0221的应用覆盖多个工业和技术领域,尤其适用于需要中等规模逻辑资源和较强I/O处理能力的场景。在通信设备中,常用于实现千兆以太网MAC控制器、光纤收发器接口、协议转换桥接(如UART-to-SPI、I2C-to-CAN)等功能模块,凭借其多标准I/O支持和低延迟特性,能够有效提升系统互联效率。
  在工业自动化控制系统中,该FPGA可用于运动控制卡、PLC扩展模块或传感器信号采集前端,利用其并行处理能力和精确时序控制实现多轴电机同步驱动或高速AD/DA采样调度。此外,在机器视觉系统中,XC5N-0221可承担图像预处理任务,例如伽马校正、边缘检测、色彩空间转换或去噪算法加速,通过HDMI或Camera Link接口接收原始图像数据后进行实时处理并输出至主处理器。
  消费类电子产品方面,该芯片可用于显示控制板、智能家居网关或音视频切换器,实现多种外设的逻辑整合与状态管理。在测试测量仪器中,也常见于任意波形发生器、逻辑分析仪或示波器的采集控制单元,利用其可重构性快速适配不同测试需求。
  另外,由于Spartan-6系列具有一定的抗辐射能力和长期供货保障,部分衍生型号可能应用于航空航天或车载电子系统中,执行关键任务的冗余控制或数据路由功能。总体而言,XC5N-0221凭借其灵活性、可靠性和成本效益,在多种嵌入式系统中发挥着重要作用。

替代型号

XC6SLX25-2FGG484C
  XC6SLX45-2CSG484C
  XC7A15T-1CPG236C

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XC5N-0221参数

  • 标准包装30
  • 类别连接器,互连式
  • 家庭背板 - DIN 41612
  • 系列XC5
  • 连接器类型插座,母形插口
  • 位置数128
  • 加载位置的数目全部
  • 间距0.100"(2.54mm)
  • 行数4
  • 样式3
  • 程度,等级-
  • 安装类型通孔
  • 端子焊接
  • 特点-
  • 触点表面涂层
  • 触点涂层厚度-
  • 包装散装
  • 工作温度-55°C ~ 125°C
  • 额定电流2A
  • 材料可燃性额定值UL94 V-0
  • 材料 - 绝缘体聚对苯二甲酸丁二酯(PBT),玻璃纤维增强型
  • 配套产品XC5M-0222-ND - CONNECTR 128POS RT-ANGL TERM DIN
  • 其它名称XC5N0221