时间:2025/10/30 4:26:04
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XQVR1000-4CG560M 是由 Xilinx(现属于 AMD)推出的一款抗辐射、耐辐射的 Virtex UltraScale+ FPGA(现场可编程门阵列)器件,专为航空航天、卫星通信、深空探测以及高可靠性军事应用等极端环境下的高性能计算需求而设计。该器件属于 Xilinx 的 QV(抗辐射)系列,采用经过严格筛选和加固的工艺技术,能够在高辐射环境下稳定运行,避免因单粒子翻转(SEU)、单粒子闩锁(SEL)等辐射效应导致的系统故障。XQVR1000 是 Virtex UltraScale+ 系列中功能最强大的抗辐射 FPGA 之一,具备极高的逻辑密度、DSP 处理能力和高速串行收发器带宽,适用于需要长期在轨运行且对可靠性要求极为严苛的应用场景。该型号中的“XQ”代表抗辐射质量等级,“VR”代表 Virtex Radiation-hardened,“1000”表示其属于大型 FPGA 器件,“-4”代表速度等级,“CG560”指其封装形式为 560 引脚 CCGA(Ceramic Column Grid Array),M 表示其支持扩展温度范围和抗辐射特性。该器件广泛应用于雷达信号处理、遥感图像处理、航天器控制系统、高能物理实验设备等领域。
型号:XQVR1000-4CG560M
制造商:Xilinx (AMD)
系列:Virtex UltraScale+ QV (抗辐射)
逻辑单元数量:约 1,130,000 个系统逻辑单元
查找表 (LUTs):约 2,438,400 个
触发器 (Flip-Flops):约 1,219,200 个
DSP Slice 数量:约 6,840 个
块 RAM (BRAM) 总容量:约 72.3 Mb
最大用户 I/O 数量:约 360 个
高速串行收发器数量:多达 96 个
收发器数据速率:最高可达 32.75 Gbps
速度等级:-4
封装类型:560 引脚 CCGA (Ceramic Column Grid Array)
工作温度范围:-55°C 至 +125°C
抗辐射能力:SEL 免疫(典型 >70 MeV·cm2/mg),SEU 抗扰能力强,总电离剂量 (TID) 耐受 >100 krad(Si)
配置方式:支持抗辐射增强型配置存储与 scrubbing 功能
电源电压:核心电压 0.7V,辅助电压 1.8V/2.5V/3.3V 等
XQVR1000-4CG560M 的核心优势在于其卓越的抗辐射性能与超高性能的结合。该器件采用了专有的抗辐射设计工艺,在制造过程中进行了严格的筛选和测试,确保其在高能粒子环境中具备出色的稳定性。其单粒子闩锁(SEL)免疫特性意味着即使在极端宇宙射线环境下也不会发生致命性短路,从而保障航天器系统的持续运行。同时,它具备强大的单粒子翻转(SEU)防护机制,包括内置的三模冗余(TMR)支持、ECC 保护的配置内存、块 RAM 和 DSP 模块,以及可编程的 scrubbing 功能,能够定期扫描并纠正配置存储中的错误位,显著提升长期任务的可靠性。
在性能方面,XQVR1000 拥有超过一百万个逻辑单元和近七千个 DSP Slice,使其能够实现复杂的数字信号处理算法,如大规模 FFT、滤波、波束成形和实时图像压缩。其集成的 96 个高速收发器支持多种协议,包括 SpaceWire、RapidIO、Ethernet(10/40/100GbE)、PCIe Gen3/Gen4 等,满足航天器内部高速互连和对外通信的需求。此外,该器件支持高级部分重配置功能,允许在不中断系统运行的情况下动态更改部分逻辑功能,极大提升了系统的灵活性和适应能力。
FPGA 还集成了多个硬核处理器模块(如 ECC 保护的 PowerPC 或 MicroBlaze 软核),支持构建高性能 SoC 架构。其电源管理架构也经过优化,支持多电压域控制,可在不同工作模式下实现功耗调节,延长卫星等能源受限平台的使用寿命。整体设计符合 NASA、ESA 及其他航天机构的元器件选用标准,已通过多项空间飞行验证,是高端航天电子系统中的关键组件。
XQVR1000-4CG560M 主要用于对可靠性、性能和环境适应性要求极高的航天与国防领域。典型应用场景包括地球观测卫星中的实时图像处理系统,利用其强大的 DSP 能力进行高分辨率遥感数据的去噪、压缩与特征提取,直接在轨完成数据预处理,减少下行链路负担。在深空探测任务中,该器件可用于星载导航与控制系统,执行自主路径规划、姿态调整和故障诊断等复杂任务。其高速串行接口也适用于雷达与电子战系统中的宽带信号采集与波束成形处理,支持多通道同步采样与实时频谱分析。
在通信卫星中,XQVR1000 可作为基带处理单元的核心,实现多路高速数据流的调制解调、编码译码和路由交换,支持 Ka 波段甚至更高频段的灵活载荷设计。此外,该器件还被用于高能物理实验装置中的前端数据采集系统,例如粒子探测器的触发判选与事件筛选,能够在纳秒级时间内完成大量传感器数据的聚合与决策。由于其抗辐射特性和长生命周期支持,XQVR1000 特别适合部署在低地球轨道(LEO)、地球同步轨道(GEO)以及星际航行任务中,是现代高可靠嵌入式系统的理想选择。
XQRKU060-2FFVD900M
XQKUVR6P-2FFVD1560E
XQVR690T-2FFG1924M