á 2025/05/20 2,198

XCS20-3TQ144I FPGA Guide: Aðgerðir, forrit, val og gagnablað

Þessi handbók snýst allt um XCS20-3TQ144I, tegund af FPGA flís frá Spartan/XL fjölskyldunni.Það skýrir hvað flísinn gerir, hvernig hann virkar og hvar hann er hægt að nota.Þú munt læra um rökfræði getu þess, inntak/úttakspinna, spennustig og hvernig það meðhöndlar mismunandi hitastig.Það fjallar einnig um hvernig eigi að forrita flís skref fyrir skref, hvernig merki fara inn og út úr því, hvernig á að setja upp margar flís saman og hvers konar verkefni þessi flís er góður fyrir.Greinin varpar einnig ljósi á víddir, framleiðslu bakgrunns og viðeigandi valmyndir fyrir mismunandi hönnunarþarfir.

Vörulisti

XCS20-3TQ144I Yfirlit

The XCS20-3TQ144I, smíðað til að skila hagkvæmri forritanlegri rökfræði fyrir forrit sem þurfa miðlungs rökfræðiþéttleika og sveigjanlegan I/O getu.Það býður upp á um það bil 20.000 kerfishlið og veitir nægar rökfræði til að innleiða stafræna hönnun.Með því að starfa við 3,3V með I/O eindrægni fyrir 3,3V og 2,5V kerfi styður það „-3“ hraðastig og merkir jafnvægi milli afköst og orku notkun.Það er metið fyrir iðnaðarhita frá -40 ° C til +100 ° C, sem gerir það hentugt fyrir hörð umhverfi.Það byggir á XC4000 arkitektúr, með öflugum stuðningi við forritun í kerfinu og kerfishraða yfir 80 MHz, einu sinni tilvalið fyrir merkisvinnslu, rökfræði frumgerð og stjórnunarrökfræði í kostnaðartækjum.Spartan og Spartan-XL fjölskyldan táknar fyrstu kynslóð FPGAs Xilinx sem miðar að því að koma jafnvægi á frammistöðu og hagkvæmni.Byggt á XC4000 arkitektúr skila þeir rökfræðiaðgerðum tilvalin fyrir mikið rúmmál, kostnaðarviðkvæm forrit.

Ef verkefnið þitt fer eftir þessu áreiðanlega Spartan tæki skaltu festa magnpantanir þínar á XCS20-3TQ144I í dag til að tryggja framboð á meðan hlutabréf endast.

XCS20-3TQ144I CAD módel

XCS20-3TQ144I tákn

XCS20-3TQ144i fótspor

XCS20-3TQ144I 3D líkan

XCS20-3TQ144I eiginleikar

Rökfræði getu: XCS20-3TQ144I veitir um það bil 20.000 kerfishlið, sem gefur nægilegt pláss til að innleiða flóknar stafrænar rökstýringar.Þessi afkastageta hentar vel fyrir miðstýrð rökfræðiforrit, svo sem ríkisvélar, tengi stýringar og miðlungs verkefnavinnsluverkefni án þess að þurfa FPGA auðlindir með mikla þéttleika.

I/O pinnar: Með stuðningi við allt að 113 inntak/úttakspinna gerir tækið kleift að sveigjanleg samskipti við ytri íhluti.Hægt er að stilla þessar I/O línur fyrir ýmsa staðla, sem gerir kleift að tengja FPGA við skynjara, minniseiningar, samskipta rútur og önnur jaðartæki kerfisins með auðveldum hætti.

Rekstrarspenna: Tækið starfar á 3,3V kjarnaframboði og er samhæft bæði 3,3V og 2,5V I/O staðla.Þessi spennu sveigjanleiki tryggir auðveldari samþættingu við blandaða spennukerfi og lágmarkar þörfina fyrir viðbótar stigbreytandi hluti í hönnuninni.

Hraða bekk: „-3“ hraðastigið auðkennir innri tímasetningu tækisins og seinkun á útbreiðslu.Þessi flokkun hjálpar til við að meta hámarks rekstrartíðni og tímasetningartakmarkanir, sérstaklega fyrir samstillta hönnun eða forrit sem krefjast áreiðanlegs tímasetningar.

Hitastigssvið: Metið fyrir iðnaðarhitastig á bilinu -40 ° C til +100 ° C, XCS20-3TQ144I er smíðað fyrir áreiðanlega notkun í krefjandi umhverfi.Það er hentugur til notkunar í harðgerðum forritum eins og sjálfvirkni iðnaðar, úti kerfum og rafeindatækni í bifreiðum þar sem krafist er breitt hitauppstreymisþols.

Stillingar : Þessi FPGA styður forritun í kerfinu, sem gerir kleift að uppfæra og breyta hönnuninni jafnvel eftir að flísin er fest á PCB.Þessi hæfileiki er gagnlegur við frumgerð og uppfærslu á sviði, þar sem það eykur sveigjanleika og styttir þróunarlotur.

Samræmi: XCS20-3TQ144i er ekki í samræmi við ROHS, sem þýðir að það getur innihaldið blý eða önnur takmörkuð efni.Þrátt fyrir að henta mörgum iðnaðar- og arfleifðarkerfi getur þessi takmörkun haft áhrif á hæfi þess til notkunar í nýjum vörum sem eru bundnar af núverandi umhverfis- og öryggisstaðlum.

Einfölduð spartan/xl iob blokk skýringarmynd

Þessi skýringarmynd sýnir hvernig I/O blokkin (IOB) í Spartan/XL FPGA eins og XCS20-3TQ144I meðhöndlar merki sem fara inn og út úr flísinni.Það stýrir bæði innsláttar- og úttaksaðgerðum með stillanlegri rökfræði.Fyrir framleiðsla fer merkið í gegnum margfeldi og er hægt að geyma það í flip-flop áður en það er sent út.Útgangsleiðin felur í sér stjórnun fyrir þriggja ríkja stuðpúða (T), valfrjálsa klukku (í lagi) og forritanlegir eiginleikar eins og Slew Rate og spennustig (TTL/CMOS).Framleiðslubílstjórinn sendir lokamerkið til ytri pinna flísarinnar (pakkapúði).Fyrir inntak er merkið frá ytri pinnanum fyrst buffað og það getur farið í gegnum seinkun ef þörf krefur.Það fer síðan í gegnum aðra flip-flop, þar sem hægt er að festa það með klukkumerki.Inntakstígurinn inniheldur forritanlegan útdrátt eða niðurfellingu til að koma í veg fyrir fljótandi gildi.Á heildina litið gerir IOB þér kleift að stjórna því hvernig merki fara inn og fara út FPGA með sveigjanlegri tímasetningu, spennustig og rökfræði hegðun og hjálpa XCS20-3TQ144I aðlagast mörgum mismunandi hringrásarhönnun.

Spartan/XL Express Mode hringrás skýringarmynd

Þessi skýringarmynd sýnir hvernig Spartan-XL FPGAS, eins og XCS20-3TQ144I, eru forritaðir með Express Mode með 8 bita gagnabíl.Fyrsti flísinn fær gögn frá kerfinu í gegnum pinna D0 - D7.3,3kΩ viðnám dregur upphafslínuna hátt nema að það sé vandamál við uppsetningu.Helstu stjórnunarmerkjum (forriti, init, gert og CCLK) er deilt um alla FPGA.Þegar forritið er lítið verða allir franskar tilbúnir fyrir stillingar.Gögnin streyma frá fyrsta flísinni til næsta flísar D0-D7, sem gerir kleift að keðja margra tækja.CCLK Clock merki heldur öllu samstillingu.Þessi uppsetning er gagnleg þegar nokkur FPGA þarf að forrita saman fljótt og í réttri röð.

XCS20-3TQ144I forskriftir

Tegund	Færibreytur
Framleiðandi	AMD/Xilinx
Röð	Spartan®
Umbúðir	Bakki
Staða hluta	Úrelt
Fjöldi rannsóknarstofna/CLB	400
Fjöldi rökfræðiþátta/frumna	950
Heildar vinnsluminni	12800
Fjöldi i/o	113
Fjöldi hliðar	20000
Spenna - framboð	4,5V ~ 5,5V
Festingartegund	Yfirborðsfesting
Rekstrarhiti	-40 ° C ~ 100 ° C (TJ)
Pakki / mál	144-LQFP
Pakki birgjabúnaðar	144-TQFP (20X20)
Grunnvörunúmer	Xcs20

XCS20-3TQ144I forrit

Stafræn merkisvinnsla (DSP)

XCS20-3TQ144i er fær um að meðhöndla gagnaútreikninga, sem gerir það hentugt fyrir DSP verkefni eins og síun, hljóðbætur og vinnslu vídeóstraums.FPGA dúkur þess gerir kleift að búa til sérsniðnar rökfræðileiðslur sem meðhöndla á skilvirkan hátt tölfræðilegan þunga vinnuálag, sem eru algeng í hljóð mótun, hávaða og echo afpöntunarkerfi.Þú getur sérsniðið vinnslublokkir beint í vélbúnaði, tryggt lægri leynd og betri afköst en að nota hefðbundna örstýringar eða almennar örgjörva.

Samskiptakerfi

Á samskiptavettvangi styður þessi FPGA framkvæmd ýmissa samskiptareglna sem notaðar eru við gagnaflutning, mótun og villu uppgötvun/leiðréttingu.Hvort sem það er í hlerunarbúnaðarkerfi eins og Ethernet eða í þráðlausum flutningseiningum, þá veitir XCS20-3TQ144I áreiðanlegar rökfræði innviði fyrir tímasetningar-gagnrýnnar og samskiptaranlegar aðgerðir.Stillanlegt I/O pinna og ákvarðandi rökfræðiviðbrögð gera það tilvalið til að meðhöndla handabandi, ramma, pakkaleið og stjórna merkjamerki í sérsniðnum samskiptabúnaði.

Stjórnkerfi og sjálfvirkni iðnaðar

Í verksmiðju sjálfvirkni, vélfærafræði eða mótorstýringarforritum, býður XCS20-3TQ144i öfluga tímasetningar og vinnsluhæfileika til að stjórna inntaki skynjara og framleiðsla stýrivélar.Þú getur hannað nákvæmar stjórnlykkjur sem tryggja samstillta hreyfingu og skjót viðbrögð viðbragðssvörun, frábær í CNC vélum, færiböndum og PLC kerfum.Iðnaðarhitastig tækisins tryggir enn frekar endingu þess og afköst í hörðu rekstrarumhverfi.

Gagnaöflunarkerfi

Samhliða vinnsluhæfileiki FPGA gerir það skilvirkt við að safna og meðhöndla mikið magn af gögnum frá hliðstæðum til stafrænum breytum (ADC), skynjara eða öðrum mælitækjum.Þetta er dýrmætt í vísindalegum tækjabúnaði og umhverfiseftirliti þar sem hægt er að vinna úr gögnum og greina á staðnum áður en þau eru skráð eða send.Getan til að sérsníða rökfræði gerir kleift að sía, þjöppun og snið skynjara.

Myndvinnsla myndar.

Í mynd-miðlægum forritum eins og eftirliti, læknisfræðilegum myndgreiningum og vélasýn getur XCS20-3TQ144I afgreitt sjóngögn.Það styður brún uppgötvun, rekja hlutar eða pixel meðferðaraðgerðir beint í vélbúnaði.Þetta fjarlægir vinnsluflöskuhálsinn sem almennur örgjörva andlits í háum ramma og gerir kleift að fá betri afköst í forritum sem krefjast skjótra viðbragðstíma, svo sem sjálfvirkra skoðunarkerfa.

Netbúnað

FPGA getur stjórnað í beina, rofa og netviðmótstýringu og getur stjórnað pakka rofi, samskiptareglum þýðingu og stjórnun stuðpúða.Þú getur losað sérstakar aðgerðir eins og hausaskoðun eða staðfestingu á eftirliti með FPGA, hagræðingu kerfisins fyrir lægri leynd og hærri afköst.Breið I/O eindrægni þess og forritanleg rökfræði gerir það einnig auðvelt að brúa á milli mismunandi samskiptastaðla.

Bifreiðar rafeindatækni

Þetta tæki passar vel í ökutækjakerfi eins og infotainment, tækjabúnað á mælaborði og háþróaðri ökumannsaðstoðarkerfi (ADAS).Geta þess til að standast iðnaðarhita tryggir stöðugleika í umhverfi ökutækja.Verkefni eins og merkisvinnsla fyrir inntak myndavélar, samþættingu gagna frá mörgum undirkerfi ökutækja eða stjórna samskiptabifreiðum í ökutækjum er hægt að aðlaga öll innan þessa FPGA.

Aerospace og Defense

Í varnarmálum og fluglækningum, þar sem áreiðanleiki og ákvörðunarhegðun eru mikilvæg, er XCS20-3TQ144I notað við ratsjármerkjavinnslu, dulkóðuð samskipti og meðhöndlun fjarvirkni.Óstöðugt uppstillingu og geislunarþol (að einhverju leyti vegna einfaldari arkitektúrs) gera það hentugt fyrir flugkerfi og gagnrýni.

Próf og mælingarbúnaður

Sveiflusjá, rökfræði greiningartæki og merkjakröfur njóta góðs af afköstum og endurstillanlegu eðli þessa FPGA.Það gerir kleift að smíða sveigjanlega prófunarpalla þar sem hægt er að stilla aðgerðir eins og kveikja, bylgjulögun eða merkisgreiningu eftir framleiðslu með því að endurforrita rökfræði, bæta fjölhæfni og lengja líftíma vöru.

XCS20-3TQ144I Svipaðir hlutar

• XCS20-4TQ144C

XCS20-4TQ144C er pin-samhæfur valkostur við XCS20-3TQ144I, hýst í sama 144-pinna TQFP pakka og býður upp á sömu 113 I/O pinna og 20.000 kerfishlið.Lykilmunurinn liggur í hraðastigi þess, þar sem „-4“ tilnefningin gefur til kynna aðeins lægri afköst miðað við „-3“ útgáfuna.Það starfar í atvinnuhitastigi (0 ° C til +85 ° C), sem gerir það að því að koma í staðinn fyrir forrit sem ekki krefjast umhverfisþols í iðnaði.Fyrir arfleifð hönnun sem forgangsraða samhæfni pakkans yfir hámarksafköstum býður þetta tæki upp á óaðfinnanlegan drop-in skipti.

• XCS20-4PQ208C

Þetta afbrigði kemur í stærri 208-pinna PQFP pakka og styður 160 I/O pinna, meira en 113 af XCS20-3TQ144i.Það heldur sömu röksemdafærslu og hraðaeinkunn (-4) og býður upp á sömu vinnsluhæfileika.Útvíkkuð I/O fjöldi þess gerir það tilvalið fyrir hönnun sem krefst fleiri ytri tenginga, svo sem flókinnar viðmótstýringar eða samhliða vinnslu gagnainntakanna.Það er viðeigandi valkostur þegar þú þarft að stækka I/O án þess að breyta kjarna rökfræði útfærslu.

• XCS20-4VQ100C

XCS20-4VQ100C er samningur valkostur í 100-pinna VQFP pakka með 77 i/o pinna og viðheldur sömu 20.000 kerfishliðum og -4 hraða.Þó að það sé með færri prjóna, er minni fótspor þess tilvalið fyrir pláss sem er tengdur þar sem fasteignir stjórnar eru takmarkaðar.Þetta gerir það að besta valkosti fyrir þá sem leita að litlu vélbúnaðinum sínum en varðveita Core FPGA virkni, sérstaklega í innbyggðum kerfum eða flytjanlegum forritum.

XCS20-3TQ144I forritunarskref

1. Hönnunarfærsla

Forritun byrjar á því að búa til stafræna hringrásina þína með því að nota vélbúnaðarlýsingu (HDL) eins og VHDL eða Verilog.Þetta skref er framkvæmt innan Xilinx ISE Webpack Software Suite, sem veitir samþætt þróunarumhverfi til að skrifa og stjórna FPGA kóðanum þínum.Á þessu stigi skilgreinir þú hegðun rökfræðiaðgerða þinna, skrár, ríkisvélar og tengi í samræmi við kröfur umsóknarinnar.

2. Nýmyndun og útfærsla

Þegar HDL kóðinn er skrifaður verður að búa til hann.Þetta ferli þýðir hágæða kóðann þinn í netstig nettólist sem passar við innri rökfræðiblokkir XCS20-3TQ144I.Eftir nýmyndun kortleggur útfærslufasinn netlistann á líkamlega auðlindir FPGA.Það úthlutar rökfræðiþáttum, tengir leiðir og tryggir að tímasetningartakmarkanir séu uppfylltar.Þetta er þar sem ISE hámarkar hönnun þína fyrir svæði, hraða eða kraft eftir því hvaða stillingar eru valdar.

3. Bitstream kynslóð

Eftir útfærslu er hönnuninni breytt í stillingarskrá sem kallast Bitstream (.bit).Þessi skrá inniheldur allar upplýsingar sem þarf til að forrita FPGA, þar með talið skipulag rökfræðiblokka, leiðar og stillingarbita.Þetta skref er mikilvægt vegna þess að bitastraumurinn virkar sem brúin milli hugbúnaðarhönnunar og stillingar vélbúnaðarins.

4. Forritun FPGA

Til að hlaða bitastrauminn í FPGA notarðu Impact Software tólið sem er innifalið í ISE.Byrjaðu á því að tengja XCS20-3TQ144I við tölvuna þína í gegnum samhæfan JTAG forritara eins og Xilinx Platform Cable USB.Ræsisáhrif og það mun greina FPGA tækið með mörkum skönnun.Úthlutaðu síðan myndaðri .bitaskránni í tækið sem greint var og hefja forritunarferlið.Tólið flytur bitastrauminn yfir í tækið og stillir innri rökfræði þess.

5. Staðfesting

Þegar forritun er lokið skaltu staðfesta að FPGA hegði sér eins og til er ætlast.Þetta er hægt að gera með hagnýtum prófunum á þróunarborðinu eða prófbekknum, eða með því að keyra uppgerð innan ISE með bylgjuforritum.Ef framleiðslan uppfyllir ekki væntingar skaltu fara aftur í hönnunarflutning eða myndunarskref til að leysa og endurskoða rökfræði þína.

XCS20-3TQ144I umbúðir

• Pakkategund: 144-TQFP (Thin Quad Flat pakki)

• Líkamsstærð: 20 mm × 20 mm

• Pitch (Blý bil): 0,5 mm

• Festingartegund: Yfirborðsfesting

• Pakki/mál: 144-LQFP (lágt sniðmáta flat pakki)

XCS20-3TQ144I framleiðandi

XCS20-3TQ144I var upphaflega framleitt með Xilinx, leiðandi fyrirtæki á sviði forritanlegra rökfræðitækja þekkt fyrir brautryðjandi FPGA tækni.Eftir kaup Xilinx eftir Háþróuð ör tæki (Amd ) Árið 2020 eru allar Xilinx FPGA vörur, þar á meðal XCS20-3TQ144I, nú markaðssettar og studdar undir AMD vörumerkinu.AMD heldur áfram að halda uppi arfleifð nýsköpunar Xilinx með því að bjóða upp á öflugan hönnunarstuðning, langtíma stjórnun líftíma og samþættingu innan breiðara eignasafns aðlagandi tölvulausna.Sem opinberi framleiðandi tryggir AMD aðgang að skjölum, hugbúnaðartækjum og úrræðum sem nauðsynleg eru til að nota arfleifð og núverandi FPGA fjölskyldur.

Niðurstaða

XCS20-3TQ144i er áreiðanlegur og sveigjanlegur flís sem virkar vel í mörgum rafrænum verkefnum, sérstaklega þeim sem þurfa miðlungs stigs rökfræði og sterka I/O stjórn.Það ræður við erfitt umhverfi, styður forritun í kerfinu og virkar vel fyrir hluti eins og merki vinnslu, iðnaðarvélar, samskiptakerfi og fleira.Þú getur líka valið svipaðar útgáfur af flísinni með fleiri eða færri pinna eftir hönnunarþörfum þínum.Forritun Það er einfalt með Xilinx verkfærum.Jafnvel þó að það sé frá eldri FPGA fjölskyldu, þá er það samt gagnlegt í dag og er að fullu studd af AMD, fyrirtækinu sem stýrir nú öllum Xilinx flögum.

DataSheet PDF

XCS20-3TQ144I DATASHEETS:

Xilinx Reach211 Cert.pdf

Spartan, Virtex FPGA/SCD 18/október/2010.pdf