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XCV1600E-7FG860I 发布时间 时间:2025/10/31 3:40:06 查看 阅读:5

XCV1600E-7FG860I 是由赛灵思(Xilinx)公司推出的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)芯片,属于 Virtex-E 系列产品。该系列FPGA在20世纪末至21世纪初广泛应用于通信、图像处理、军事和航空航天等高端领域。XCV1600E基于0.18微米CMOS工艺制造,具有高逻辑密度和强大的I/O功能,适用于需要高度定制化逻辑设计的复杂系统。该器件封装形式为860引脚的Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA),适合在空间受限但性能要求高的应用中使用。其工业级温度范围(-40°C至+85°C)使其能够在恶劣环境下稳定运行,因此常用于工业控制、雷达系统和高端网络设备中。
  Virtex-E系列是Xilinx早期FPGA架构的重要代表之一,引入了改进的内部结构,如增强型CLB(Configurable Logic Block)阵列、更高效的互连资源以及支持多种高速I/O标准的能力。XCV1600E-7FG860I中的“-7”表示该器件的速度等级为-7,意味着其具有较快的传播延迟和较高的时钟频率处理能力,在同类产品中属于高性能版本。作为一款较老但仍具实用价值的FPGA,XCV1600E在一些遗留系统升级或特定科研项目中仍被使用,尤其是在需要兼容原有设计的情况下。

参数

型号:XCV1600E-7FG860I
  制造商:Xilinx
  系列:Virtex-E
  逻辑单元数量:约160万门级等效
  系统门数:1,600,000 gates
  配置单元(CLB):包含多个Slice组成的可配置逻辑块阵列
  触发器数量:约36,864个
  块RAM总量:约4,992 KB
  最大用户I/O数量:640个
  I/O标准支持:LVTTL, LVCMOS, PCI, GTL, GTLP, HSTL, SSTL等
  速度等级:-7
  封装类型:860-pin FBGA (Fine-pitch BGA)
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C(工业级)
  电源电压:核心电压2.5V(Vccint),I/O电压3.3V/2.5V/1.8V可选(Vcco)
  配置方式:支持从PROM、主机处理器或下载电缆进行主/从模式配置
  时钟管理模块:包含DLL(Delay-Locked Loop)用于时钟去偏斜和频率合成

特性

XCV1600E-7FG860I 具备卓越的逻辑实现能力和灵活的资源分配机制,其核心架构由高度模块化的可配置逻辑块(CLB)、丰富的互连资源、分布式和块状存储器、专用的乘法器及先进的时钟管理电路组成。每个CLB由多个Slice构成,Slice内含查找表(LUT)、触发器和多路复用器,能够高效实现组合与时序逻辑功能。这种结构允许开发者以极高的自由度构建复杂的数字系统,例如多通道数据采集系统或实时信号处理引擎。
  该芯片内置大量块RAM(Block RAM),总容量接近5MB,可用于构建片上缓存、FIFO、双端口内存或状态机表项存储,显著减少对外部存储器的需求,从而降低系统成本和功耗。此外,它还集成了专用的18x18位硬件乘法器,适用于DSP密集型应用,如滤波器、FFT变换和矩阵运算,提升了数学运算效率并释放逻辑资源。
  I/O子系统极为灵活,支持多达640个用户I/O引脚,并兼容多种单端和差分电平标准,包括PCI、HSTL、SSTL等,便于与不同外设和接口芯片无缝对接。每个I/O都可以独立配置驱动强度、上拉/下拉电阻和转换速率控制,有助于优化信号完整性。配合全局时钟网络和DLL(延迟锁定环),可实现精确的时钟分布与时序对齐,有效解决高速系统中的时钟偏移问题。
  安全性方面,XCV1600E支持加密比特流配置,防止知识产权被盗用。同时提供JTAG边界扫描测试功能,便于生产调试和故障诊断。尽管该器件已逐步被更新的Virtex-II及后续系列取代,但由于其成熟的生态系统和广泛的第三方IP支持,仍在许多长期运行系统中发挥关键作用。

应用

XCV1600E-7FG860I 广泛应用于对性能、灵活性和可靠性要求较高的复杂电子系统中。在电信基础设施领域,该芯片常用于ATM交换机、SDH/SONET传输设备和基站控制器中,承担协议转换、信元调度和帧同步等任务。由于其支持PCI接口和高速串行通信能力,也常被用于开发PCI接口卡、图像采集卡和数据记录仪等计算机外设设备。
  在军事与航空航天领域,XCV1600E因其具备抗辐射设计选项(部分军温版本)和高可靠性,被用于雷达信号处理、电子战系统、导弹制导模块和卫星通信终端。其大容量逻辑资源和块RAM使得可以在单芯片内实现完整的数字前端处理链,包括ADC采样控制、数字下变频(DDC)、脉冲压缩和目标跟踪算法。
  工业自动化方面,该FPGA可用于运动控制系统的多轴协调、PLC功能扩展模块、机器视觉预处理单元等场景。通过嵌入软核处理器(如MicroBlaze或PicoBlaze),还可构建嵌入式控制系统,实现控制逻辑与数据处理的一体化设计。
  科研与教育机构也常采用该器件进行数字系统教学、算法验证和原型开发。例如,在FPGA课程中用于讲解时序约束、布局布线优化和硬件描述语言(HDL)综合技巧。此外,在高速数据采集系统中,XCV1600E可以配合高速ADC/DAC实现GSPS级别的实时波形生成与分析平台。虽然目前已有更先进的替代方案,但在维护既有设备和兼容旧版设计方面仍具有不可替代的价值。

替代型号

XCV1600E-8FG860I
  XCV1600E-6FG860I
  XCV2000E-7FG860C

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XCV1600E-7FG860I参数

  • 标准包装1
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Virtex®-E
  • LAB/CLB数7776
  • 逻辑元件/单元数34992
  • RAM 位总计589824
  • 输入/输出数660
  • 门数2188742
  • 电源电压1.71 V ~ 1.89 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳860-FBGA
  • 供应商设备封装860-FBGA(42.5x42.5)