逻辑资源:1280个可配置逻辑块(CLB),11520个逻辑单元,100万系统门
时钟性能:最高时钟频率650MHz,组合逻辑延迟0.44ns
存储资源:737280位总RAM容量
电源要求:核心电压1.425V~1.575V(标称1.5V),I/O电压1.5V/3.3V可选
封装特性:456球FBGA封装(23×23mm),1mm球间距,表面贴装
环境特性:军用温度等级(-55°C~+125°C),湿度敏感等级3级
认证状态:QML(合格制造商清单)认证,符合军事应用标准
XQ2V1000-4FG456N具有强大的数字信号处理能力,其650MHz的最高时钟频率和0.44ns的组合逻辑延迟使其能够处理复杂的实时信号处理任务。内部丰富的逻辑资源和存储单元支持并行处理架构,特别适合雷达信号处理等高性能应用。
作为QPro系列产品,该FPGA采用特殊的辐射硬化设计,能够抵抗太空环境中的单粒子效应(SEE)和总剂量效应(TID),确保在恶劣辐射环境下的可靠运行。
-55°C至+125°C的宽工作温度范围使其适用于极端环境条件下的应用,如高空飞行器、卫星系统等。
提供324个可配置I/O接口,支持多种I/O标准,包括LVDS、LVTTL等,便于与各种外设和传感器接口。
采用军用级封装和测试标准,确保在振动、冲击等恶劣机械环境下的长期可靠工作。
XQ2V1000-4FG456N广泛应用于数字脉冲压缩系统,能够实时处理线性调频(LFM)信号。典型应用包括:
实现1024点FFT/IFFT运算
复数乘法运算
数字匹配滤波
雷达回波信号处理
在这些应用中,FPGA通常与高速ADC(如TI的ADS5500)和DSP配合使用,构成完整的雷达信号处理链。
凭借其辐射耐受性和高可靠性,该FPGA常用于:
军用加密通信设备
战术数据链系统
电子对抗系统
在航空航天领域的主要应用包括:
卫星有效载荷处理
航天器控制系统
航空电子设备
用于:
信号情报(SIGINT)系统
电子支援措施(ESM)
电子对抗(ECM)设备
在要求高可靠性的工业环境中也有应用,如:
核电站控制系统
石油勘探设备
高精度工业自动化系统
一个典型的基于XQ2V1000-4FG456N的数字脉冲压缩系统包括:
前端模拟电路:采用ADI的AD8138运算放大器进行信号调理
ADC模块:使用TI的ADS5500(14位,125MSPS)进行信号采样
FPGA处理核心:XQ2V1000-4FG456N实现数字信号处理
后端DSP:用于进一步数据处理
模拟信号经过AD8138转换为差分信号
ADS5500以60MHz采样率对LFM信号进行数字化
采样数据送入FPGA进行脉冲压缩处理:
数据缓存(FIFO)
FFT变换(使用Xilinx FFT IP核)
频域复数乘法(匹配滤波)
IFFT变换
处理结果通过双口RAM与DSP交互
采用块浮点算法平衡运算精度和资源消耗
复用FFT IP核实现IFFT功能,节省逻辑资源
并行流水结构提高处理速度
严格的时序控制确保实时性
XC2V1000-4FGG456C (赛灵思)
相同Virtex-II架构,相同逻辑规模(100万门)
商业级温度范围(0°C~+85°C)
无辐射硬化设计
价格较低
适合非恶劣环境应用
XQ2V1000-BG575N (赛灵思)
相同QPro Virtex-II系列
575球BGA封装
相同军用规格
更多I/O资源
XQ2V1000-CF1144N (赛灵思)
1144球BGA封装
更大I/O容量
相同军用规格
Virtex-4QV系列 (赛灵思)
更先进的90nm工艺
更高逻辑密度
增强的DSP处理能力
改进的辐射耐受性
更高时钟频率
RTAX2000S (Microsemi)
反熔丝技术,高可靠性
非易失性配置
抗辐射性能优异
但不可重编程
辐射环境:选择QPro系列或Microsemi反熔丝FPGA
温度范围:军用级选择XQ2V1000,商业级可选XC2V1000
机械应力:军用封装更可靠
逻辑规模:100万门是否满足需求
处理速度:650MHz是否足够
DSP能力:是否需要更强大的DSP模块
开发工具链熟悉度
IP核可用性
产品生命周期(注意XQ2V1000已标记为Obsolete)
单位成本预算
军用FPGA供货周期长
考虑替代方案的可获得性
长期产品支持计划
XQ2V1000-4FG456N是一款高性能军用级FPGA,具有100万系统门逻辑容量、出色的辐射耐受性和宽温度工作范围。它在雷达信号处理(特别是数字脉冲压缩)、军事通信、航空航天电子等领域有广泛应用。虽然该器件目前已标记为Obsolete,但其可靠性和性能使其在现有系统中仍具价值。对于新设计,可考虑Virtex-4QV等新一代军用FPGA作为替代。选型时应综合考虑环境条件、性能需求、开发资源和供应状况等多方面因素.