XC7K410T‑2FFG900I 赛灵思XilinxFPGA Kintex‑7

XC7K410T‑2FFG900I Xilinx 赛灵思FPGA Kintex‑7

系列定位:Kintex‑7 中端,高性价比与高性能平衡

工艺节点:28 nm HPL(High‑Performance, Low‑Power)HKMG(High‑κ Metal Gate)

逻辑资源:406 720 逻辑单元,31 775 个 CLB(Configurable Logic Block)

DSP 切片:1 620 个 DSP48E1 切片,峰值可达 5.3 TMAC/s 块 RAM:29 306 880 位(≈ 29.3 Mb)M18K RAM

收发器:16 条 GTX 通道,最高 12.5 Gb/s 用户 I/O:500 条,支持多种电平标准

核心电压:0.97 V--1.03 V;I/O 电压:1.2 V--3.3 V 温度范围:--40 ℃ 至 +100 ℃

制造工艺与封装

XC7K410T‑2FFG900I 采用 28 nm HPL HKMG 工艺,铜互连层优化了信号完整性并降低了漏电,较上一代器件功耗降低约 50%,同时实现高达 2.9 Tb/s 的总 I/O 带宽。器件封装为 900‑ball FCBGA(31 × 31 mm,1.0 mm 球间距),提供优异的热性能与可靠的球栅连接。

可编程逻辑块(CLB)架构

Kintex‑7 的 CLB 架构延续自 Virtex‑6,采用柱状布局,每个 CLB 包含两个 Slice,每个 Slice 包含 4 个 6 输入 LUT 和 8 个触发器,并支持高效的垂直快速进位链。与前代相比,7 系列增加了更多的内部互连和路由资源,提高了自动布局布线质量和时序闭合能力。

存储资源与块 RAM

器件内置 1 629 个 18 Kb M18K 块 RAM,总容量约 29.3 Mb,支持真双端口、简单双端口和单端口模式,并可通过内置 FIFO 控制器实现高效队列。LUT 还可配置为分布式 RAM 或移位寄存器,以满足低延迟、小容量存储需求。

DSP 切片(DSP48E1)

XC7K410T‑2FFG900I 包含 1 620 个 DSP48E1 切片,每个切片集成 25×18 乘法器、预加器、加法器和 48 位累加器,支持可选的流水线阶段和动态流水线控制,可在不牺牲吞吐量的情况下优化延迟与时序。该统一架构简化了跨系列设计迁移。

高速串行收发器与时钟管理

器件集成 16 条 GTX 收发器,物理层(PMA)和协议层(PCS)分离设计,支持 8b/10b 编码、低抖动 CPLL/QPLL、内部均衡、功率优化模式及多种协议模板(如 PCIe、10G Ethernet)。时钟管理方面,每个 CMT 包含 MMCM 和 PLL,可实现时钟倍频、分频、相位对齐和抖动清除,支持多时钟域设计。

I/O 与 SelectIO™ 技术

500 条用户 I/O 分布于多个电压域,支持 LVTTL、LVCMOS(1.2/1.5/1.8/2.5/3.3 V)、SSTL‑2/‑3、HSTL、PCIe 等标准。SelectIO™ 技术允许在同一 I/O 组内混合电平与驱动强度,并支持 DDR3 接口高达 1 866 Mb/s,内置可编程终端电阻和数字延迟单元,优化信号完整性。

模拟功能与 XADC

Kintex‑7 器件内置 XADC 模块(Dual 12‑bit 1 MSPS ADC),支持 17 路外部模拟输入和内部温度/电压传感器,可通过 DRP 或 JTAG 接口配置采样模式和通道,广泛用于监测电源、温度及外部传感器信号。

配置与动态重配置

作为 SRAM‑型 FPGA,XC7K410T‑2FFG900I 支持多种配置模式(Master/Slave SPI、SelectMAP 并行、JTAG),并提供 DRP(动态重配置端口)和 ICAPE2 接口,用于部分重配置、实时调试和多启动(MultiBoot)管理;支持 AES 位流加密和 CRC 校验,提升系统安全与可靠性。

电源管理与热设计

供电电压:VCCINT 0.97 V--1.03 V,VCCO 1.2 V--3.3 V,VCCAUX 2.5 V;

典型功耗:低静态与动态功耗,可通过 Vivado 功耗分析工具精细估算与优化;

热特性:支持热沉与风扇散热方案,封装热阻 θJA ≤ 1.0 °C/W(风冷),适合高密度部署。

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