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XCV600-5FG680I 发布时间 时间:2025/12/26 13:16:38 查看 阅读:13

XCV600-5FG680I 是 Xilinx 公司 Virtex 系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件,采用先进的 0.22 微米 CMOS 工艺制造,属于早期高端 FPGA 的代表产品之一。该器件封装形式为 Fine-Pitch Ball Grid Array(FBGA),共 680 个引脚,适用于需要高逻辑密度、高速 I/O 性能和灵活可重构能力的复杂数字系统设计。Virtex 系列 FPGA 广泛应用于通信、图像处理、军事与航天、高端测试设备等领域,而 XCV600 是其中逻辑容量较大的型号之一,适合实现复杂的时序逻辑、大规模状态机、DSP 处理模块以及嵌入式系统核心。该器件支持多种 I/O 标准,具备丰富的布线资源和可配置逻辑块(CLB),并内置了可编程时钟管理模块,支持锁相环(PLL)功能以实现精确的时钟控制。XCV600-5FG680I 中的“-5”表示其速度等级为 -5,意味着具有较快的信号传播延迟性能,适用于对时序要求较高的应用场景。由于该芯片发布年代较早,目前已逐步被后续的 Virtex-II、Virtex-4 及更新架构所取代,但在一些遗留系统维护、工业升级或特定科研项目中仍具有应用价值。Xilinx 提供完整的开发工具链支持,如 Foundation Series 和 ISE Design Suite,可用于综合、布局布线、仿真与下载配置。该器件采用 SRAM 架构,需外接配置 PROM 实现上电自启动,支持串行和并行配置模式,并具备安全加密位以防止设计被复制。

参数

型号:XCV600-5FG680I
  制造商:Xilinx
  系列:Virtex
  逻辑单元数量:约 600,000 门级等效
  可用触发器数量:3,328
  可配置逻辑块(CLB):832 个
  查找表(LUT)数量:6,656 个
  I/O 引脚数:472
  最大用户 I/O 数:472
  封装类型:FBGA
  引脚数:680
  工作电压:2.5V core / 3.3V I/O(兼容多种电压标准)
  速度等级:-5
  工作温度范围:工业级(-40°C 至 +85°C)
  配置方式:主从并行、主串行、从串行、JTAG
  内置 PLL 数量:4
  RAM 块总数:32
  每块 RAM 容量:4,096 位
  总片上 RAM 容量:128 Kbits
  支持的 I/O 标准:LVTTL、LVCMOS、PCI、GTLP、HSTL 等

特性

XCV600-5FG680I 具备卓越的逻辑实现能力和高度灵活性,其架构基于可配置逻辑块(CLB)、输入/输出块(IOB)和可编程互连资源三大核心组件。每个 CLB 包含多个切片(Slice),每个切片内集成了两个触发器和多个查找表(LUT),能够高效实现组合逻辑和时序逻辑功能。这种结构使得设计师可以在单个芯片上构建复杂的数字系统,例如多通道数据采集控制器、视频编码器或通信协议栈处理器。该器件内置多达 32 个独立的 4K 位块状 RAM 单元,总计提供 128 Kbit 的片上存储资源,可用于构建 FIFO 缓冲区、数据缓存或小型程序存储器,显著减少对外部存储器的需求。
  在时钟管理方面,XCV600 集成了四个高性能锁相环(PLL),支持频率合成、相位调整、占空比稳定和时钟去偏移等功能,能够为系统提供多个同步时钟源,满足多时钟域设计的需求。这在高速接口设计如千兆以太网、DDR 存储器控制或视频流处理中尤为重要。此外,其 I/O 结构高度可配置,支持多种电气标准和驱动强度设置,允许与不同外围设备进行无缝连接,提升了系统的兼容性和集成度。
  该器件采用 SRAM 工艺制造,因此具有可重复编程特性,便于设计迭代和现场升级。但它也要求外部配置芯片(如 Xilinx 的 Platform Flash PROM)在每次上电时加载配置数据。为了保护知识产权,XCV600 支持配置比特流加密和读出保护机制,防止未经授权的复制或逆向工程。尽管其功耗相较于现代低功耗 FPGA 较高,但在当时的工艺条件下已属优化良好,适合用于固定部署的高性能系统中。

应用

XCV600-5FG680I 被广泛应用于对处理能力、灵活性和可靠性要求极高的领域。在电信基础设施中,它常用于实现 ATM 交换机、SONET/SDH 接口卡、基站基带处理单元等,利用其高密度逻辑资源和多协议支持能力完成复杂的数据包处理与时序控制任务。在图像和视频处理系统中,该 FPGA 可用于实现实时图像增强、边缘检测、色彩空间转换和压缩算法(如 JPEG 或 MPEG 编解码),尤其适用于医疗成像设备、工业视觉检测系统和高清视频监控平台。
  在军事与航空航天领域,XCV600 因其宽温工作能力和可定制性,被用于雷达信号处理、电子战系统、飞行控制系统和卫星通信终端。其可重构特性允许在任务过程中动态改变功能,提高系统的适应性和生存能力。此外,在科研仪器和高端测试设备中,如逻辑分析仪、任意波形发生器和自动化测试平台(ATE),该器件可用于构建高速数据采集引擎和实时信号生成模块。
  由于其强大的 I/O 能力和时钟管理功能,XCV600 还可用于构建多协议桥接器,例如将 PCI 总线转换为自定义并行接口,或实现 LVDS 与 TTL 电平之间的高速转换。虽然目前已被更先进工艺的 FPGA 所替代,但仍在许多老旧系统的维护、升级和备件替换中发挥重要作用。

替代型号

XC2V1000-5FFG672C
  XC2V800-4FFG672A
  XCV600E-6FG680C

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XCV600-5FG680I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)