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XQ4028EX-3CB228M 发布时间 时间:2025/10/30 3:05:24 查看 阅读:13

XQ4028EX-3CB228M 是 Xilinx 公司推出的 QPro 系列抗辐射(Radiation-Hardened)现场可编程门阵列(FPGA)器件,专为航空航天、卫星系统和高可靠性军事应用等极端环境下的电子系统设计。该器件基于成熟的 Virtex-II 架构,并针对空间辐射效应进行了优化,具备卓越的单粒子翻转(SEU)和总电离剂量(TID)耐受能力,确保在高能粒子环境下长期稳定运行。XQ4028EX 属于 Xilinx 的抗辐射 FPGA 产品线,其命名中的 'XQ' 表示抗辐射航天级器件,'4028EX' 指代具体的逻辑容量和架构等级,'-3' 表示速度等级,'CB228' 指封装形式为陶瓷 BGA,228 引脚。该器件采用 0.15 微米工艺制造,支持多种 I/O 标准,具备丰富的可编程逻辑资源、嵌入式块 RAM 和数字时钟管理器(DCM),适用于需要高可靠性、高集成度和可重构能力的航天电子系统。

参数

型号:XQ4028EX-3CB228M
  制造商:Xilinx(现为 AMD)
  系列:QPro, Virtex-II 抗辐射系列
  逻辑单元:约 28,000 个系统门
  查找表(LUTs):4,096 个
  触发器(Flip-Flops):4,096 个
  块 RAM 总容量:256 KB
  最大用户 I/O 数量:176
  DCM 数量:4
  封装类型:Ceramic BGA, 228-pin
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C
  抗辐射能力:TID 耐受 > 100 krad(Si),SEL 防护 > 120 MeV-cm2/mg
  速度等级:-3
  电源电压:2.5V(核心),3.3V(I/O)

特性

XQ4028EX-3CB228M 最显著的特性是其卓越的抗辐射性能,这是通过特殊的工艺设计和电路加固技术实现的。该器件能够承受高达 100 krad(Si) 以上的总电离剂量(TID),并且具备防止单粒子锁定(SEL)的能力,其线性能量转移(LET)阈值超过 120 MeV-cm2/mg,使其能够在地球轨道、深空探测等高辐射环境中可靠运行。此外,该 FPGA 对单粒子翻转(SEU)具有高度免疫力,关键配置存储器和寄存器均采用纠错码(ECC)或三模冗余(TMR)等软硬件结合的方式进行保护,有效降低因宇宙射线导致的逻辑错误风险。该器件基于 Virtex-II 架构,提供高达 28,000 系统门的逻辑容量,包含 4,096 个查找表(LUTs)和相同数量的触发器,支持复杂的数字信号处理和状态机设计。其内部集成了 256 KB 的块状 RAM,分为多个 18 Kb 的块,可用于数据缓存、FIFO 或构建大型查找表。四个数字时钟管理器(DCM)支持时钟去抖、频率合成、相位调整和延迟锁定,极大增强了时钟网络的灵活性和系统同步性能。
  该 FPGA 支持多种 I/O 接口标准,包括 LVTTL、LVCMOS、PCI、SSTL 等,便于与不同外设和处理器接口连接。其陶瓷 BGA 封装不仅提供了良好的散热性能,还具备优异的机械强度和气密性,适合在剧烈温度变化和强振动环境下使用。XQ4028EX 还支持在线重配置(Partial Reconfiguration),允许在系统运行过程中动态修改部分逻辑功能,从而提升系统的适应性和任务灵活性。由于其高可靠性设计,该器件通常用于飞行控制系统、星载计算机、遥感数据处理、通信有效载荷等关键任务系统中,是航天领域中成熟且经过验证的可编程逻辑解决方案。

应用

XQ4028EX-3CB228M 主要应用于对可靠性和环境适应性要求极高的航空航天和国防系统。在人造卫星和空间探测器中,它常被用作主控制器或协处理器,负责遥测、遥控、姿态控制和科学数据采集与预处理。例如,在地球观测卫星中,该 FPGA 可用于实时图像压缩、数据打包和传输协议处理;在深空探测任务中,其抗辐射特性确保了在长时间宇宙射线暴露下的稳定运行。在导弹制导系统和军用飞机航电系统中,XQ4028EX 可实现高速信号处理、加密通信和传感器融合算法,保障关键任务的执行安全。此外,该器件也适用于地面高可靠性设备,如核设施监控系统或高海拔无人机控制系统,这些场景同样面临较强的电离辐射威胁。由于其支持多种接口标准和灵活的逻辑架构,XQ4028EX 还可用于构建通用的抗辐射计算平台,替代传统的 ASIC 设计,缩短开发周期并降低系统升级成本。

替代型号

XQR4VLX25-1CG436C
  XQR2V3000-4CG701C

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