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XCV50-5BGG256C 发布时间 时间:2025/10/31 6:17:31 查看 阅读:3

XCV50-5BGG256C 是由 Xilinx(赛灵思)公司生产的一款现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于 Virtex-II 系列。该系列 FPGA 于21世纪初推出,主要面向高性能、高密度逻辑应用,适用于通信、数字信号处理、高端消费电子以及军事和航空航天等领域。XCV50-5BGG256C 中的型号命名具有明确含义:XCV 表示 Xilinx Virtex 系列,50 指该器件在系列中的逻辑容量等级,5 代表速度等级为 -5(即典型系统频率较高),BGG256 表示封装形式为 256 引脚的 BGA(球栅阵列)封装,C 表示工业级温度范围(0°C 至 85°C)。
  该芯片采用先进的 CMOS 工艺制造,内部集成了大量可配置逻辑块(CLB)、片上存储器、时钟管理模块(如 DCM,数字时钟管理器)以及高速 I/O 单元,支持多种电平标准。其架构设计允许用户通过硬件描述语言(如 VHDL 或 Verilog)进行功能定制,实现高度并行化的数字系统设计。作为早期高端 FPGA 的代表之一,Virtex-II 系列在当时推动了可重构计算和灵活系统集成的发展,尽管如今已被更新的 Virtex 系列所取代,但在一些遗留系统升级或特定工业设备中仍有使用价值。

参数

品牌:Xilinx
  产品系列:Virtex-II
  逻辑单元数量:约 50,000 个系统门
  可用触发器数量:约 4,320 个
  块 RAM 总容量:312 KB
  块 RAM 数量:96 块
  每个块 RAM 大小:4 Kbit
  I/O 引脚数量:173
  最大用户 I/O 数:173
  DCM 数量:4
  封装类型:BGA, 256-pin
  封装代码:BGG256
  工作温度范围:0°C 至 85°C
  速度等级:-5
  电源电压:2.5V (内核), 3.3V (I/O)
  制造工艺:CMOS, 0.15μm 或 0.13μm 技术

特性

XCV50-5BGG256C 具备多项关键特性,使其成为当时高性能 FPGA 应用的理想选择。首先,其基于查找表(LUT)的可编程逻辑架构采用了四输入 LUT 和可配置寄存器结构,每个 CLB 包含多个切片(Slice),支持组合逻辑与时序逻辑的灵活实现。这种架构不仅提高了逻辑实现效率,还增强了布线灵活性,有助于提升整体设计性能。
  其次,该器件内置丰富的嵌入式存储资源,包含多达 96 个独立的 4Kbit 块状 RAM,总计提供 312KB 的片上存储空间。这些 RAM 块支持双端口访问模式,允许同时读写操作,在构建 FIFO 缓冲区、数据缓存或状态机存储时表现出色。此外,RAM 可配置为不同数据宽度(如 16x256、32x128 等),适应多种应用场景需求。
  再者,XCV50-5BGG256C 集成了四个数字时钟管理器(DCM),每个 DCM 支持时钟去抖动、频率合成(倍频/分频)、相位偏移调节及占空比校正等功能。这一能力使得设计者能够在板级时钟不稳定的情况下仍能生成精确、低抖动的内部时钟信号,显著提升系统的同步性和稳定性,尤其适用于高速串行通信接口或多时钟域系统设计。
  在 I/O 方面,该 FPGA 提供高达 173 个用户可编程 I/O 引脚,支持 LVDS、HSTL、SSTL、LVCMOS 等多种 I/O 标准,兼容不同外围设备的电气接口要求。所有 I/O 均具备可编程驱动强度和上拉/下拉电阻配置功能,便于优化信号完整性与功耗平衡。
  最后,该芯片采用 SRAM 基础的配置方式,需外接非易失性存储器(如 PROM 或 Flash)在上电时加载配置数据。支持边界扫描测试(JTAG)和在线重配置功能,便于调试与维护。虽然不具备现代 FPGA 的硬核处理器或高速收发器,但其架构成熟、工具链完善,适合对成本与性能有综合考量的传统高端逻辑设计项目。

应用

XCV50-5BGG256C 广泛应用于需要高逻辑密度和灵活架构的复杂数字系统中。在通信领域,它常用于实现协议转换器、信道编码/解码模块(如 Turbo 码、Viterbi 解码)、网络交换控制逻辑以及光传输设备中的线路卡处理单元。其高速 I/O 和大容量片上存储使其非常适合处理多路并行数据流。
  在数字信号处理(DSP)方面,该 FPGA 被用来构建自定义滤波器、FFT 运算引擎、雷达信号预处理器等实时处理系统。利用其并行计算能力和可重构性,可以在不更换硬件的前提下调整算法结构,满足不同信号处理任务的需求。
  工业自动化系统中,XCV50-5BGG256C 常用于运动控制卡、机器视觉采集模块和PLC扩展模块的设计。例如,在图像采集系统中,它可以完成CCD/CMOS传感器的数据接收、格式转换、帧缓冲管理以及向主机传输的任务调度,整个流程可在单一芯片内高效完成。
  此外,在测试与测量设备中,如逻辑分析仪、任意波形发生器和自动测试设备(ATE),该器件用于实现高速数据采集控制、模式生成及时序控制逻辑,确保仪器具备高精度和可编程性。
  科研与军事领域也广泛采用此类 FPGA 构建专用计算平台或抗辐射加固系统的原型验证环境。由于其开发周期短、灵活性强,非常适合用于快速原型开发、算法验证和小批量定制化产品生产。尽管当前已被更先进的 FPGA 所替代,但在一些长期服役的工业控制系统或维护中的旧设备中依然发挥着重要作用。

替代型号

XC2V50-5BGG256C
  XC2V50-6BGG256C
  XCV50-6BGG256I

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