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西门子S7-400系列：

序号 定货号 注释

电源模块

1 6ES7 407-0DA02-0AA0 电源模块(4A)

2 6ES7 407-0KA02-0AA0 电源模块(10A)

3 6ES7 407-0KR02-0AA0 电源模块(10A)冗余

4 6ES7 407-0RA02-0AA0 电源模块(20A)

5 6ES7 405-0DA02-0AA0 电源模块(4A)

6 6ES7 405-0KA02-0AA0 电源模块(10A)

7 6ES7 405-0RA01-0AA0 电源模块(20A)

8 6ES7 971-0BA00 备用电池

CPU

9 6ES7 412-3HJ14-0AB0 CPU 412-3H; 512KB程序内存/256KB数据内存

10 6ES7 414-4HM14-0AB0 CPU 414-4H; 冗余热备CPU 2.8 MB RAM

11 6ES7 417-4HT14-0AB0 CPU 417-4H; 冗余热备CPU 30 MB RAM

12 6ES7 400-0HR00-4AB0 412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS407 10A)

13 6ES7 400-0HR50-4AB0 412H 系统套件包括 2 个CPU、1个H型中央机架、2个电源、2个1M 存储卡、4个同步模块、2根同步电缆，以及4个备用电池(PS405 10A)

14 6ES7 412-1XJ05-0AB0 CPU412-1,144KB程序内存/144KB数据内存

15 6ES7 412-2XJ05-0AB0 CPU412-2,256KB程序内存/256KB数据内存

16 6ES7 414-2XK05-0AB0 CPU414-2,512KB程序内存/512KB数据内存

17 6ES7 414-3XM05-0AB0 CPU414-3,1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽

18 6ES7 414-3EM05-0AB0 CPU414-3PN/DP 1.4M程序内存/1.4M数据内存 1个IF模板插槽

19 6ES7 416-2XN05-0AB0 CPU416-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存

20 6ES7 416-3XR05-0AB0 CPU416-3,5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽

21 6ES7 416-3ER05-0AB0 CPU416-3PN/DP 5.6M程序内存/5.6M数据内存 1个IF模板插槽

22 6ES7 416-2FN05-0AB0 CPU416F-2,2.8M程序内存/2.8M数据内存

23 6ES7 416-3FR05-0AB0 CPU416F-3PN/DP,5.6M程序内存/5.6M数据内存

24 6ES7 417-4XT05-0AB0 CPU417-4,15M程序内存/15M数据内存

内存卡

25 6ES7 955-2AL00-0AA0 2 X 2M字节 RAM

26 6ES7 955-2AM00-0AA0 2 X 4M字节 RAM

27 6ES7 952-0AF00-0AA0 64K字节 RAM

28 6ES7 952-1AH00-0AA0 256K字节 RAM

29 6ES7 952-1AK00-0AA0 1M字节 RAM

30 6ES7 952-1AL00-0AA0 2M字节 RAM

31 6ES7 952-1AM00-0AA0 4M字节 RAM

32 6ES7 952-1AP00-0AA0 8M字节 RAM

33 6ES7 952-1AS00-0AA0 16M字节 RAM

34 6ES7 952-1AY00-0AA0 64M字节 RAM

35 6ES7 952-0KF00-0AA0 64K字节 FLASH EPROM

36 6ES7 952-0KH00-0AA0 256K字节 FLASH EPROM

37 6ES7 952-1KK00-0AA0 1M字节 FLASH EPROM.

38 6ES7 952-1KL00-0AA0 2M字节 FLASH EPROM

39 6ES7 952-1KM00-0AA0 4M字节 FLASH EPROM

40 6ES7 952-1KP00-0AA0 8M字节 FLASH EPROM

41 6ES7 952-1KS00-0AA0 16M字节 FLASH EPROM

42 6ES7 952-1KT00-0AA0 32M字节 FLASH EPROM

43 6ES7 952-1KY00-0AA0 64M字节 FLASH EPROM

开关量输入模板

44 6ES7 421-7BH01-0AB0 开关量输入模块(16点,24VDC)中断

45 6ES7 421-1BL01-0AA0 开关量输入模块(32点,24VDC)

46 6ES7 421-1EL00-0AA0 开关量输入模块(32点,120VUC)

47 6ES7 421-1FH20-0AA0 开关量输入模块(16点,120/230VUC)

48 6ES7 421-7DH00-0AB0 开关量输入模块(16点,24V到60VUC)

开关量输出模板

49 6ES7 422-1BH11-0AA0 开关量输出模块(16点,24VDC，2A）

50 6ES7 422-1BL00-0AA0 32点输出，24VDC,0.5A

51 6ES7 422-7BL00-0AB0 32点输出，24VDC,0.5A,中断

52 6ES7 422-1FH00-0AA0 16点输出，120/230VAC，2A

53 6ES7 422-1HH00-0AA0 16点输出，继电器，5A

模拟量模块

54 6ES7 431-0HH00-0AB0 16路模拟输入，13位

55 6ES7 431-1KF00-0AB0 8路模拟输入，13位，隔离

56 6ES7 431-1KF10-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离，线性化

57 6ES7 431-1KF20-0AB0 8路模拟输入，14位，隔离

58 6ES7 431-7QH00-0AB0 16路模拟输入，16位，隔离

59 6ES7 431-7KF00-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电偶

60 6ES7 431-7KF10-0AB0 8路模拟输入，16位，隔离，热电阻

61 6ES7 432-1HF00-0AB0 8路模拟输出，13位，隔离

功能模板

62 6ES7 450-1AP00-0AE0 FM450-1计数器模板

63 6ES7 451-3AL00-0AE0 FM451定位模板

64 6ES7 452-1AH00-0AE0 FM452电子凸轮控制器

65 6ES7 453-3AH00-0AE0 FM453定位模板

66 6ES7 455-0VS00-0AE0 FM455C闭环控制模块

67 6ES7 455-1VS00-0AE0 FM455S闭环控制模块

68 6DD1 607-0AA2 FM 458-1DP快速处理系统

69 6ES7 953-8LJ20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 512KByte(MMC)

70 6ES7 953-8LL20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 2MByte(MMC)

71 6ES7 953-8LM20-0AA0 用于FM458-1DP 基本模板 4MByte(MMC)

72 6DD1 607-0CA1 EXM 438-1 I/O扩展模板

73 6DD1 607-0EA0 EXM 448 通讯扩展模板

74 6DD1 607-0EA2 EXM 448-2 通讯扩展模板

75 6DD1 684-0GE0 SC64连接电缆

76 6DD1 684-0GD0 SC63连接电缆

77 6DD1 684-0GC0 SC62连接电缆

78 6DD1 681-0AE2 SB10端子模块

79 6DD1 681-0AF4 SB60端子模块

80 6DD1 681-0EB3 SB61端子模块

81 6DD1 681-0AG2 SB70端子模块

82 6DD1 681-0DH1 SB71端子模块

83 6DD1 681-0AJ1 SU12端子模块

84 6DD1 681-0GK0 SU13端子模块

通讯模板

85 6ES7 440-1CS00-0YE0 CP440通讯处理器

86 6ES7 441-1AA04-0AE0 CP441-1通讯处理器

87 6ES7 441-2AA04-0AE0 CP441-2通讯处理器

88 6ES7 963-1AA00-0AA0 RS232C接口模板

89 6ES7 963-2AA00-0AA0 20mA接口模板

90 6ES7 963-3AA00-0AA0 RS422/485接口模板

91 6ES7 870-1AA01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 主站

92 6ES7 870-1AB01-0YA0 可装载驱动 MODBUS RTU 从站

93 6GK7 443-5FX02-0E0 CP443-5基本型通讯处理器,支持Profibus-Fms协议

94 6GK7 443-5DX04-0E0 CP443-5扩展型通讯处理器,支持Profibus-DP协议

95 6GK7 443-1EX11-0E0 CP443-1 以太网通讯处理器

96 6GK7 443-1EX41-0E0 CP443-1 以太网通讯处理器

附件

97 6ES7 960-1AA04-0A0 冗余系统同步模板（新）近距离同步（10米以内）

98 6ES7 960-1AB04-0A0 冗余系统同步模板（新）远程同步模板（10米到10公里，用同长度的光缆）

99 6ES7 960-1AA04-5AA0 冗余系统光纤连接电缆（1米）（新）

100 6ES7 960-1AA04-5BA0 冗余系统光纤连接电缆（2米）（新）

101 6ES7 960-1AA04-5KA0 冗余系统光纤连接电缆（10米）（新）

102 6ES7 833-1CC01-0YA5 S7F系统可选软件包

103 6ES7 833-1CC00-6YX0 F运行授权

104 6ES7 197-1LA03-0A0 Y-link

105 6ES7 492-1AL00-0AA0 前连接器

106 6ES7 400-1TA01-0AA0 主板(18槽)

107 6ES7 400-1JA01-0AA0 主板(9槽)

108 6ES7 400-1TA11-0AA0 主板(18槽)铝板

109 6ES7 400-1JA11-0AA0 主板(9槽)铝板

110 6ES7 401-2TA01-0AA0 CR2主板（18槽）

111 6ES7 400-2JA00-0AA0 UR2-H主板（18槽）

112 6ES7 400-2JA10-0AA0 UR2-H主板（18槽）铝板

113 6ES7 403-1TA01-0AA0 ER1机架（18槽）

114 6ES7 403-1JA01-0AA0 ER2机架（9槽）

115 6ES7 403-1TA11-0AA0 ER1机架（18槽）铝板

116 6ES7 403-1JA11-0AA0 ER2机架（9槽）铝板

117 6ES7 460-0AA01-0AB0 IM460-0

118 6ES7 461-0AA01-0AA0 IM461-0

119 6ES7 468-1AH50-0AA0 连接电缆  (0.75米）

120 6ES7 468-1BB50-0AA0 连接电缆 (1.5米）

121 6ES7 461-0AA00-7AA0 终端器

122 6ES7 460-1BA01-0AB0 IM460-1

123 6ES7 461-1BA01-0AA0 IM461-1

124 6ES7 468-3AH50-0AA0 468-3连接电缆  (0.75米）

125 6ES7 468-3BB50-0AA0 468-3连接电缆 (1.5米）

126 6ES7 460-3AA01-0AB0 IM460-3

127 6ES7 461-3AA01-0AA0 IM461-3

128 6ES7 468-1BF00-0AA0 468-1连接电缆（5米）

129 6ES7 468-1CB00-0AA0 468-1连接电缆（10米）

130 6ES7 468-1CC50-0AA0 468-1连接电缆（25米）

131 6ES7 468-1CF00-0AA0 468-1连接电缆（50米）

132 6ES7 468-1DB00-0AA0 468-1连接电缆（100米）

133 6ES7 461-3AA00-7AA0 终端器

134 6ES7 463-2AA00-0AA0 IM463-2接口模块

135 6ES7 964-2AA04-0AB0 IF-964 DP接口模块

多种趋势正在将FPGA推向两条截然不同的发展道路。

在条路上，FPGA不断优化，主要用于加速数据中心工作负载。 数据中心是大型供应商关注的下一个“圣杯”。

在另一条发展道路上，有传统的FPGA网络市场、蜂窝基站、国防、商用航空、工业4.0和医疗。 在这些应用领域，许多工程师认为他们正在被抛弃。 他们面临的发展挑战与大型供应商关注的数据中心焦点截然不同。 设计人员面临着越来越难以平衡的行为，因为他们试图在不牺牲性能和安全性的情况下，实现低功耗和低成本。

要想实现这种平衡，就需要以新的方式来看待FPGA，采用新的工艺技术选择、结构设计、收发器策略和内置的安全措施。这孕育出了一类新的、中等规模的FPGA，为传统FPGA开发人员提供了新的功能。

新的工艺技术选择

降低功耗同时优化中等规模FPGA成本的一种方法是：使用新的工艺技术。 例如，在28nm技术节点上使用Silicon-Oxide-Nitride-Silicon（SONOS）非易失性（NV）技术，其与相同或更小节点上的基于SRAM的FPGA相比，具有更低的功耗优势。 使用65nm及以上浮栅NV技术的上一代非易失性FPGA比SONOS昂贵。 鉴于浮动栅极技术需要17.5 V来编程使用消耗大量芯片面积的大型电荷泵，SONOS技术只需要7.5 V编程，因此电荷泵可以更小。 这项技术可以缩小芯片尺寸，并有助于提供更具成本效益的器件。

SONOS技术通过使用具有非导电氮化物电介质层（Si3N4）作为电荷存储单元的单个多晶硅晶体管堆叠（见图1）来实现这些优势。 使用这种方法，在底部氧化物中可能存在的任何缺陷附近，只有非常少量的电荷将流失。

由于储存的电荷在绝缘氮化物层中不可移动，所以大部分储存的电荷仍然保持原样，完好无损。 与浮栅技术相比，可以使用更薄的底部氧化物，并且可以用更低的编程电压（?7.5 V）和更小的电荷泵进行编程。与SRAM存储单元相比，使用SONOS所需的晶体管数量更少。

                                                                      图1：SONOS技术。 （来源：Microsemi）

SONOS技术通过使用包含N通道和P通道NV器件的推挽式单元来提高可靠性。 NV器件不处于数据路径，仅用于控制用作数据路径开关的标准晶体管。 这提供了很大的功能优势，因为NV器件阈值电压（Vt）的任何变化都不会改变开关电导。设备互动的方式充当了内置的准冗余，可防止产品在使用期间的性能下降。

功耗也会降低。 首先，SONOS NV FPGA配置单元启用两种不同的可编程“配置”状态，控制FPGA数据信号路径，关断和开启时优化开关器件以提供比标准晶体管低得多的漏电。 其次，SONOS技术可以将器件置于一种状态：将电源电压关闭至FPGA逻辑模块中的配置存储器，同时将用户的状态保存在低功耗锁存器中。 这降低了约三分之二的待机功耗。

SONOS还有两个重要的优势。 首先是“即时开”功能：因为FPGA逻辑配置单元在掉电后保持其状态，所以当电源返回时不需要重新加载FPGA设计代码，也不需要外部引导PROM。其次，与基于SRAM的FPGA中的配置存储器不同，该器件可由于中子轰击而翻转状态，SONOS器件的FPGA逻辑配置不受SEU影响。 SONOS NV电荷存储在氮化物电介质中，不容易受到中子轰击带来的电荷损失。

新的结构设计

另一种提高中等规模FPGA性能的方法是：改变可编程逻辑结构。 这使得器件能够满足主流性能要求，同时，静态功耗仅为SRAM FPGA的十分之一，以及总功耗的一半。

功耗和性能需要权衡考量。 例如，6输入LUT可提供一些速度优势，但4输入LUT是现代工艺技术中功率和成本优化FPGA的更好选择。 同时，随着工艺技术从65nm发展到28nm及以上，由于金属线和通孔电阻的缩放差，布线的延迟已成为逻辑延迟的主导因素。 拓宽金属线会增加芯片面积和成本。 因此，随着每一代后续的工艺技术的发展，集群间（inter-cluster）延迟将成为关键路径的首要问题，6输入LUT的速度优势将会减弱。 确保相邻LUT之间的快速直连可以减少集群内延迟，尤其是与先进的综合和布局算法相结合。 某些逻辑功能（如MUX树）会从直连中受益良多。

为了获得效果，应该仔细优化FPGA系列的功耗性能折衷方案，以便逻辑电源电压略低于其制造过程的标称电压。 在28nm SONOS器件中，这意味着优化1.0V逻辑电源电压，在需要额外速度时可选择使用完整的1.05 V电源。

FPGA架构的一块是数学模块，它应该支持18位乘法累加操作。 通过提供具有完整19位结果和输入值级联链的预加法器，并通过确保数学模块支持的9位操作，包括9×9点积模式。 后者非常适合用于图像处理和卷积神经网络（CNN）。

FPGA收发器

收发器在优化FPGA成本，功耗和性能要求方面发挥着重要作用。 许多应用需要高达24个高速全双工收发器通道。 他们还需要SerDes收发器，可以支持250 Mbps到12.7 Gbps的波特率，以覆盖全系列的SDI，高达10Gbps的以太网，JESD204B转换器和其他应用。 优化收发器的一个主要优势在于降低从高端FPGA调整的更高速SerDes的性能，因为与降级的SerDes方法相比，它在所有波特率下的功耗都要低得多。

多种架构选择有助于降低FPGA收发器功耗，从使用半速率架构实现收发器到使用高度共享的传输PLL架构。 理想情况下，FPGA应该具有1~6个四通道收发器，多可以有24个SerDes通道。 许多均衡功能允许更长距离，并在印刷电路板和背板中使用低成本材料。 特殊的锁相环（PLL）特性可为用户提供更多灵活性，从更灵活的时钟和波特率选择到简化的radiated-emission要求，以及更高的带宽选项。

调试和测试也很重要，包括内置伪随机二进制序列（PRBS）发生器和检测器的可用性以及支持非直流耦合信号的IEEE 1149.6“AC JTAG”。 包括带调试软件支持的内置眼图监视器，设计人员无需示波器即可调试SerDes。 人们可以实时优化DFE和CTLE参数，并调用终产品的理想设置

                                                                           图2：SerDes眼图监视器智能调试软件

解决安全挑战

目前，设计的安全性存在许多威胁。 从用户设计IP到制造过程的所有内容都可能受到影响。

关键的安全技术和性能包括可信任的硬件roots，强大的加密技术以及每个阶段的密钥管理，以及内置被动和主动对策以防止篡改的设备。 图3显示了使用序列号、密钥和X.509公钥证书进行安全FPGA配置的实现方法。

有了这些组件，就可以解决设计和数据安全问题。 设计安全性要求FPGA使用制造商提供的密钥和证书，以及其他技术（从的差分功耗分析（DPA）对策到防止侧向信道攻击的技术），以保护用户的IP。 另一种提高设计安全性的方法是使用物理不可克隆功能（PUF）技术来生成硬件固有密钥。

数据安全性要求使用专用于NIST的FPGA用户的加密处理器，以实现许多常用的加密算法，如AES，SHA 2，ECC，RSA和DH，并包含加密级TRNG。 与向FPGA架构添加加速器相比，用户加密处理器适用于许多应用，从而降低成本（面积、功耗和其它相关）。

市场对需要成本优化的中等规模FPGA的需求不断增长，在通信、国防和工业市场，对密度高达500K逻辑单元（LE）的情况下，要求功率密度显着降低。 一个新的发展路线图已经出现，它将新的工艺技术和结构设计与重要的收发器变化和安全特性相结合，使FPGA能够解决主流应用的成本、功耗、性能和安全要求，同时提供非易失性技术的所有优势。