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XCV400E-8FGG676C 发布时间 时间:2025/10/30 5:14:38 查看 阅读:14

XCV400E-8FGG676C 是 Xilinx 公司 Virtex-II 系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该芯片采用先进的 0.15 微米 CMOS 工艺制造,专为复杂逻辑设计、高速信号处理和高密度系统集成应用而优化。作为 Virtex-II 平台的成员之一,XCV400E 提供了丰富的可编程逻辑资源、嵌入式存储块、数字时钟管理器(DCM)以及高性能 I/O 功能,适用于通信、图像处理、军事航空和高端工业控制等对性能要求严苛的应用场景。该器件封装形式为 676 引脚的 Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA),适用于紧凑型高密度 PCB 设计。其“-8”速度等级表示该器件具有较快的传播延迟和时序性能,适合高频时钟操作。此外,该 FPGA 支持多种 I/O 标准,包括 LVDS、HSTL、SSTL 和 LVTTL,使其能够灵活地与外部器件进行接口连接。XCV400E 还集成了多个专用硬件模块,如乘法器和 FIFO 控制器,有助于提升数据通路效率并减少逻辑资源占用。尽管 Xilinx 已逐步将市场重心转向更新的 7 系列及 UltraScale 架构,但 XCV400E-8FGG676C 仍在一些遗留系统升级、军用设备维护和科研项目中广泛使用,得益于其稳定性和长期供货支持。

参数

系列:Virtex-II
  逻辑单元(Logic Cells):约 403,840
  可用触发器(Flip-Flops):约 28,800
  块 RAM 总容量:1,196 Kbits
  块 RAM 数量:112 块
  每个块 RAM 大小:18 Kbits
  DSP 模块数量:无专用 DSP Slice(但可通过逻辑实现乘法器功能)
  I/O 引脚数:511(最大用户 I/O)
  I/O 标准支持:LVTTL, LVCMOS, PCI, HSTL, SSTL, LVDS, BLVDS 等
  DCM(数字时钟管理器)数量:4
  最高系统频率(典型值):300 MHz(取决于设计和布线)
  供电电压:内核电压 1.5V,I/O 电压范围 1.5V - 3.3V
  工作温度范围:商业级/工业级(C 表示商业级,0°C 至 85°C)
  封装类型:676-pin FBGA(Fine-pitch BGA)
  尺寸:约 27mm x 27mm
  配置方式:支持从 PROM、处理器或 JTAG 配置
  配置电压:3.3V 或 2.5V
  静态功耗(典型值):约 1.2W(视设计而定)

特性

XCV400E-8FGG676C 的核心特性之一是其高度可扩展的逻辑架构,基于查找表(LUT)和可配置逻辑块(CLB)的设计,允许用户实现复杂的组合逻辑与时序逻辑电路。每个 CLB 包含多个切片(Slice),每个切片配备两个 4 输入 LUT 和两个触发器,支持高效的逻辑映射与状态机实现。
  该器件内置 112 个独立的 18Kbit 块状 RAM,可用于构建大型 FIFO、缓存或双端口存储器结构,在数据流处理中表现出色。这些 RAM 模块支持同步和异步访问模式,并能级联形成更大容量的存储结构,极大增强了系统级设计灵活性。
  在时钟管理方面,XCV400E 集成了四个数字时钟管理器(DCM),每个 DCM 可以完成时钟去抖、频率合成(倍频/分频)、相位调整和占空比校正等功能,使得系统能够生成精确的内部时钟信号,满足多时域同步需求。这对于高速串行通信或视频处理等对时序精度敏感的应用至关重要。
  I/O 子系统提供了多达 511 个用户可编程引脚,支持广泛的单端与差分 I/O 标准,包括 LVDS 和 RSDS,确保与各种外围设备的兼容性。每个 I/O 引脚均可配置驱动强度、上拉/下拉电阻和 slew rate,优化信号完整性。
  此外,该 FPGA 采用 SRAM 工艺,属于易失性配置器件,需外接非易失性存储器(如 Xilinx Platform Flash)进行上电加载。它支持边界扫描测试(JTAG IEEE 1149.1),便于调试和生产测试。虽然缺乏现代 FPGA 中常见的硬核处理器或高速收发器,但其稳定的架构和成熟的开发工具链(如 ISE Design Suite)仍使其在特定领域保持生命力。

应用

XCV400E-8FGG676C 被广泛应用于需要高性能并行处理能力的系统中。在通信基础设施领域,它常用于实现宽带接入设备中的协议转换、信道编码(如 Turbo 编码、Viterbi 解码)以及网络交换矩阵控制逻辑。由于其高逻辑密度和大容量片上存储,该芯片非常适合构建自定义 ASIC 原型验证平台,加速 SoC 开发周期。
  在图像与视频处理系统中,XCV400E 可用于实时图像采集、滤波、缩放和格式转换等操作。例如,在医疗成像设备或工业视觉检测系统中,利用其并行处理能力和多通道数据路径,可实现低延迟的像素级运算。
  军事与航空航天领域也广泛采用该器件,用于雷达信号预处理、加密算法实现和飞行控制系统。其抗辐射改进版本(如 QV 系列)甚至可用于太空任务,而民用版则因其可靠性被用于地面站数据解调与复用。
  此外,科研仪器和测试测量设备利用 XCV400E 的灵活性来构建定制化的数据采集前端,配合高速 ADC/DAC 实现精密控制与实时分析。教育机构亦将其用于高级 FPGA 教学实验和研究生课题研究,帮助学生深入理解数字系统设计原理。尽管已被更新架构取代,但在许多现有系统的维护与升级中,该芯片仍然发挥着不可替代的作用。

替代型号

XC2V4000-6FG676C
  XC2V4000-7FG676C
  XCV405E-8FGG676C

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