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XC7K410T‑2FFG900I 赛灵思XilinxFPGA Kintex‑7

news 来源：原创 2025/8/17 21:11:29

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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