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XCV600-4FG680I 发布时间 时间:2025/10/31 4:45:27 查看 阅读:15

XCV600-4FG680I 是 Xilinx 公司 Virtex-II 系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)器件。该芯片采用先进的 0.15 微米 CMOS 工艺制造,具有高性能、高逻辑密度和丰富的功能资源,适用于复杂数字系统的设计与实现。XCV600 提供多达 600,000 个系统门的逻辑容量,集成了大量的可配置逻辑块(CLB)、用户I/O引脚以及专用的块状RAM和乘法器资源,能够满足通信、图像处理、高端测试设备和军事航空等领域的高性能需求。该型号封装形式为 680 引脚的 FineLine Grid Array(FG680),适用于需要高引脚数和高密度互连的应用场景。后缀中的 '-4' 表示其速度等级为 -4,属于该系列中较快的性能等级之一;'I' 表示该器件符合工业级温度范围(-40°C 至 +85°C),适合在严苛环境条件下稳定运行。作为一款较早期的高端FPGA产品,XCV600-4FG680I 虽已逐步被更新的 Virtex 系列所取代,但在一些遗留系统升级、军工项目维护及特定高性能计算场合中仍具有重要应用价值。

参数

型号:XCV600-4FG680I
  制造商:Xilinx(现属于 AMD)
  系列:Virtex-II
  逻辑单元(系统门):600,000
  可用逻辑块(CLB)数量:约 2,736 个
  每个CLB包含的切片数:2
  总切片数:5,472
  分布式RAM容量:约 320 Kb
  块状RAM总量:约 2,112 Kb(132 块 × 16 Kb)
  块状RAM每块大小:16 Kb
  专用18x18乘法器数量:36 个
  最大用户I/O数量:480
  I/O标准支持:LVTTL、LVCMOS、PCI、HSTL、SSTL 等
  引脚数:680
  封装类型:FineLine Grid Array (FG680)
  速度等级:-4
  工作温度:-40°C 至 +85°C(工业级)
  电源电压:核心电压 1.5V,I/O电压 3.3V/2.5V/1.8V 等可选
  配置方式:支持主从SPI、BPI、JTAG等多种配置模式
  配置存储器支持:Xilinx Platform Flash (如 XC18V00 系列) 可配合使用

特性

XCV600-4FG680I 具备多项高级特性,使其成为当时高性能FPGA设计的重要选择。首先,其基于查找表(LUT)的架构提供了高度灵活的逻辑实现能力,每个CLB由多个切片组成,每个切片包含两个4输入LUT、触发器和进位逻辑,支持高效的组合与时序逻辑设计。其次,该器件内置大量块状RAM资源,总计超过2MB,可用于构建大容量缓存、帧缓冲器或数据队列,在视频处理和通信协议栈中表现优异。此外,集成的36个18x18位硬件乘法器为数字信号处理(DSP)应用提供了强大支持,无需额外外挂DSP芯片即可实现滤波、FFT等复杂算法。时钟管理方面,XCV600-4FG680I 配备了数字时钟管理器(DCM),支持时钟频率合成、相位调整、抖动滤除和零延迟缓冲等功能,确保系统时钟的精确性和稳定性。I/O接口具备多电压兼容性和多种电平标准支持,便于与不同外围器件进行无缝连接。安全机制上,该芯片支持边界扫描测试(IEEE 1149.1 JTAG)用于调试和生产测试,并提供配置加密和读回保护功能以增强设计安全性。功耗管理方面,虽然属于早期工艺节点,但仍通过局部关断、时钟使能控制等方式优化动态功耗。值得注意的是,该器件需要多电压上电顺序控制,通常要求先上辅助电源(VCCAUX)再上主电源(VCCINT),否则可能导致配置失败或器件损坏。开发工具链主要依赖于Xilinx ISE Design Suite,支持原理图输入、HDL(Verilog/VHDL)设计、综合、布局布线及仿真全流程。尽管目前官方已不再主推该系列,但ISE仍可支持其完整开发流程。整体而言,XCV600-4FG680I 在其发布时期代表了FPGA技术的先进水平,具备强大的逻辑密度、存储资源和信号处理能力,是复杂系统集成的理想平台之一。
  

应用

XCV600-4FG680I 广泛应用于对性能和灵活性要求较高的领域。在通信基础设施中,它常用于实现高速路由器、交换机中的协议处理引擎、包分类模块以及物理层接口控制逻辑。在图像与视频处理系统中,凭借其丰富的块RAM和乘法器资源,可用于构建实时图像采集、压缩编码(如JPEG、MPEG)、图像增强和目标识别等功能模块,广泛应用于医疗成像设备、工业视觉检测系统和广播级摄像机前端处理单元。测试与测量设备也是其典型应用场景,例如在自动测试设备(ATE)中作为主控逻辑单元,负责激励生成、响应采集和时序控制,支持高达数百MHz的操作频率。在军事和航空航天领域,由于其工业级温度适应性和高可靠性,XCV600-4FG680I 被用于雷达信号预处理、电子战系统、飞行控制系统和卫星通信终端等关键子系统中。科研仪器中也常见其身影,如高能物理实验的数据采集系统、光谱分析仪中的实时数据流处理单元等。此外,在某些专用计算加速卡中,该FPGA被用作协处理器,执行固定算法以提升整体系统性能。虽然随着新一代FPGA在能效比、集成度和功能丰富性方面的进步,XCV600-4FG680I 已逐渐退出主流市场,但由于其成熟的设计生态和长期供货保障(尤其在军工领域),仍在系统维护、备件替换和技术过渡项目中发挥重要作用。对于需要长期生命周期支持的产品设计来说,该器件仍然是一个值得考虑的选择,尤其是在无法轻易迁移到新型号的现有平台上。
  

替代型号

XCV600E-5FGG676C
  XCV600E-6FGG676I
  XC2V6000-5FFG896C

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XCV600-4FG680I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®
  • LAB/CLB数3456
  • 逻辑元件/单元数15552
  • RAM 位总计98304
  • 输入/输出数512
  • 门数661111
  • 电源电压2.375 V ~ 2.625 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳680-LBGA 裸露焊盘
  • 供应商设备封装680-FBGA(40x40)