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XCV400E-7BG432I 发布时间 时间:2025/10/31 8:25:37 查看 阅读:6

XCV400E-7BG432I 是由 Xilinx(赛灵思)公司推出的一款基于 FPGA(现场可编程门阵列)技术的高性能可编程逻辑器件。该器件属于 Virtex-E 系列,是 Xilinx 在 21 世纪初推出的高端 FPGA 产品线之一,旨在满足通信、图像处理、高端计算和复杂数字系统设计等领域的高性能需求。Virtex-E 系列在原有 Virtex 架构基础上进行了优化和增强,提供了更高的逻辑密度、更快的运行速度以及更丰富的片上资源。XCV400E-7BG432I 采用 0.18 微米 CMOS 工艺制造,具有高达 40 万个可用系统门,内部集成了大量可配置逻辑块(CLB)、输入/输出块(IOB)、块 RAM(BRAM)以及支持高速 I/O 和时钟管理的专用电路。该器件封装形式为 432 引脚的 BGA(球栅阵列),适用于高密度 PCB 设计。其工业级温度等级(I 级)使其能够在 -40°C 至 +85°C 的宽温范围内稳定工作,适合用于工业自动化、军事、航空航天等对环境适应性要求较高的应用场景。此外,XCV400E 支持多种 I/O 标准,包括 LVTTL、LVCMOS、PCI、SSTL 等,具备良好的系统兼容性和接口灵活性。该芯片通过 JTAG 接口进行配置和调试,支持从 PROM、闪存或处理器加载配置数据,实现快速上电启动和动态重配置功能。尽管该型号已逐步被更新的 Virtex-II 及后续系列所取代,但在一些遗留系统升级、备件替换和特定工业设备中仍具有重要应用价值。

参数

系列:Virtex-E
  逻辑单元(Logic Cells):约 20,800 个
  系统门数:400,000
  可用门数:约 40 万
  CLB 数量:1,296 个 Slice
  Block RAM 总容量:288 KB
  最大分布式 RAM 容量:约 128 KB
  I/O 引脚数量:312 个(最大)
  引脚数:432
  封装类型:BG432(BGA)
  工作电压:2.5V(核心),3.3V/2.5V/1.8V(I/O)
  速度等级:-7(典型延迟约为 7 ns)
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  配置方式:主串、从串、主并、从并、JTAG
  时钟管理单元(DCM)数量:4 个

特性

XCV400E-7BG432I 具备强大的可编程逻辑架构与丰富的片上资源,能够支持复杂的数字系统设计。其核心架构由可配置逻辑块(CLB)、输入/输出块(IOB)、块状 RAM(Block RAM)和多层互联资源组成。每个 CLB 包含多个 Slice,每个 Slice 内置查找表(LUT)、触发器和进位链,支持高效的组合逻辑和时序逻辑实现。该器件内置多达 288 KB 的 Block RAM,可用于构建 FIFO、缓存、状态机或小型嵌入式存储系统,显著提升系统集成度并减少对外部存储器的依赖。此外,FPGA 支持分布式 RAM 模式,允许用户将 LUT 配置为小容量 RAM,进一步增强存储灵活性。
  该芯片配备四个数字时钟管理器(DCM),支持时钟去抖、频率合成、相位调整和时钟延迟控制,能够生成精确的时钟信号以满足高速同步系统的需求。DCM 支持倍频、分频和零延迟缓冲功能,使设计者能够在不依赖外部 PLL 的情况下完成复杂的时钟管理任务。I/O 单元支持多种电平标准,包括 LVTTL、LVCMOS、PCI、GTLP、SSTL_2 和 HSTL,确保与不同外设和接口标准的无缝对接。所有 I/O 均支持可编程上拉、驱动强度调节和 slew rate 控制,有助于优化信号完整性并降低 EMI 干扰。
  XCV400E 还具备高级配置安全性功能,如加密配置比特流和写保护机制,防止设计被非法复制或篡改。配置过程可通过 JTAG 接口进行在线调试和编程,也可通过外部 PROM 实现上电自动加载。该器件支持部分重配置功能,允许在系统运行期间动态修改部分逻辑功能而不影响其他模块的正常工作,极大提升了系统的灵活性和响应能力。此外,其低功耗待机模式和电源管理策略有助于延长电池供电设备的使用寿命。虽然该型号已停产,但其成熟的生态系统和广泛的开发工具支持(如 ISE Design Suite)仍使其在维护和升级旧有系统中保持重要地位。

应用

XCV400E-7BG432I 被广泛应用于对性能、灵活性和可靠性要求较高的领域。在通信基础设施中,它常用于实现高速数据路由、协议转换、信道编码解码(如 Turbo 码、LDPC)以及软件定义无线电(SDR)系统中的基带处理单元。其高密度逻辑和大容量片上存储使其非常适合构建复杂的数字信号处理流水线,例如雷达信号预处理、图像边缘检测、视频格式转换和实时滤波算法实现。
  在工业自动化领域,该 FPGA 可用于运动控制卡、PLC 扩展模块、机器视觉采集系统和高精度数据采集设备中,作为主控逻辑或协处理器使用。其宽温工作能力和抗干扰设计使其能在恶劣工业环境中稳定运行。在军事和航空航天应用中,XCV400E 因其高可靠性和可重构性,被用于飞行控制系统、导弹导引头信号处理、卫星遥测数据处理和加密通信模块。
  此外,该芯片也常见于科研实验平台、原型验证系统和教学实验设备中,作为 ASIC 或 SoC 设计前期的功能验证载体。由于其支持多种总线标准(如 PCI、VME、SRIO),可轻松集成到现有系统架构中。尽管目前已被更新的 7 系列或 UltraScale 器件取代,但在许多仍在服役的设备中,XCV400E 依然是关键组件,尤其在需要长期供货保障和系统兼容性的项目中具有不可替代的价值。

替代型号

XC4VLX40-10FFG432C
  XCV405E-8BG432I
  XC2VP7-7FF672C

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XCV400E-7BG432I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2400
  • 逻辑元件/单元数10800
  • RAM 位总计163840
  • 输入/输出数316
  • 门数569952
  • 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432-LBGA,金属
  • 供应商设备封装432-MBGA(40x40)