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XQ2V6000-4BF957I 发布时间 时间:2025/10/30 6:02:12 查看 阅读:8

XQ2V6000-4BF957I 是 Xilinx(现为 AMD)推出的 Virtex-II QV 系列中的一款高性能抗辐射现场可编程门阵列(FPGA),专为空间和高可靠性应用环境设计。该器件基于 150nm 工艺制造,具备出色的抗总电离剂量(TID)和单粒子效应(SEE)能力,适用于卫星通信、航天器控制系统、深空探测以及军事国防等关键领域。作为 Virtex-II 平台的抗辐射版本,XQ2V6000 提供了大规模逻辑资源、丰富的 I/O 功能、嵌入式存储块和数字信号处理能力,能够在极端温度范围和强辐射环境下稳定运行。XQ2V6000-4BF957I 的后缀表明其符合军用级标准:‘XQ’代表抗辐射增强型产品,‘4’表示速度等级为 -4,‘BF957’指采用 957 引脚的 BGA 封装形式,‘I’则说明其工作温度范围为 -55°C 至 +125°C。该器件支持多种电源电压输入,并配备高级配置安全功能,如 CRC 校验、看门狗定时器及单粒子翻转(SEU)检测与纠正机制,确保系统在长期任务中的可靠性和数据完整性。

参数

系列:Virtex-II QV
  逻辑单元数:约 6000 个逻辑模块(等效于约 58,000 个系统门)
  查找表(LUT)数量:4032
  触发器数量:4032
  块 RAM 容量:1.152 Mb
  块 RAM 数量:72 块 × 18Kb
  DSP Slice 数量:24
  最大用户 I/O 数量:640
  封装类型:957-pin BGA (BF957)
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C
  电源电压:核心电压 1.5V,I/O 电压支持 1.5V/1.8V/2.5V/3.3V
  速度等级:-4
  抗辐射能力:耐总电离剂量(TID)> 100 krad(Si),抗单粒子锁定(SEL)> 87 MeV·cm2/mg
  配置方式:串行、并行、JTAG
  配置存储器兼容性:支持 Xilinx 系列 PROM 及其他抗辐射配置方案

特性

XQ2V6000-4BF957I 具备卓越的抗辐射性能,是专为空间飞行器和高可靠性系统设计的关键可编程逻辑器件。其核心架构继承自 Xilinx Virtex-II 架构,采用基于查找表(LUT)的逻辑单元结构,每个 CLB(Configurable Logic Block)由多个切片组成,支持高效的组合与时序逻辑实现。器件内部集成了多达 72 个独立的 18Kb 双端口块状 RAM,可用于构建高速缓存、FIFO、数据缓冲或程序存储空间,在雷达信号处理、遥测解码和图像压缩等应用中表现优异。此外,内置的 24 个专用 DSP 模块支持 18x18 位乘法运算和累加操作,使得该 FPGA 能够胜任复杂的数字滤波、FFT 计算和调制解调任务,而无需额外添加 DSP 芯片,从而降低系统复杂度与功耗。
  该器件具有强大的 I/O 管理能力,支持多达 640 个用户可编程 I/O 引脚,兼容多种电平标准(包括 LVDS、HSTL、SSTL 等),允许灵活连接不同类型的外围设备和传感器接口。所有 I/O 均经过专门加固设计,具备抗单粒子瞬态(SET)和抗闩锁能力,即使在宇宙射线密集环境中也能维持稳定通信链路。XQ2V6000 还集成了全局时钟网络和数字时钟管理器(DCM),提供精确的时钟相位控制、频率合成与抖动过滤功能,确保多时钟域系统的同步精度。
  安全性方面,XQ2V6000-4BF957I 支持加密配置比特流和 CRC 错误检测机制,能够实时监控配置存储器状态并在检测到 SEU 引起的数据翻转时触发自动重配置或纠错流程。其非易失性配置寄存器支持“三模冗余”(TMR)技术部署,进一步提升关键控制路径的容错能力。整个器件通过 MIL-PRF-38535 Class K 和 ESA SSS-CCS 标准认证,满足 NASA 及欧洲航天局(ESA)对空间电子元器件的严格筛选要求,广泛应用于地球观测卫星、星际探测器、战术无人机和核防护通信终端等高风险场景。

应用

XQ2V6000-4BF957I 主要应用于对可靠性、耐用性和环境适应性有极高要求的航空航天与国防系统中。典型用途包括卫星上的有效载荷数据处理单元,用于执行遥感图像压缩、信道编解码和星上自主决策算法;在航天器姿态控制系统中,它可实现陀螺仪与星敏感器数据融合、PID 控制律计算以及故障检测与隔离(FDI)功能。该器件也常用于深空探测任务中的通信子系统,承担调制解调、前向纠错(FEC)、跳频扩频等复杂信号处理任务。此外,在军事雷达、电子战平台和抗干扰通信设备中,XQ2V6000 提供了高度灵活且可重构的硬件加速能力,适合实现快速傅里叶变换(FFT)、脉冲压缩和波束成形等算法。由于其宽温特性和抗辐射加固设计,该 FPGA 同样适用于核反应堆监测系统、高海拔飞行器电子系统以及极地科考设备等极端环境下的嵌入式计算平台。

替代型号

XQR2V6000-4CG704C

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