Xilinx XC3190A-3PC84C — описание и характеристики

Общее описание

XC3190A — это FPGA (Field Programmable Gate Array) из семейства XC3000A компании Xilinx (ныне AMD Xilinx). Это одно из классических ранних семейств FPGA, выпущенных в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Микросхема предназначена для реализации цифровой логики «на месте» (in-system programmable через конфигурационную память).

Расшифровка обозначения XC3190A-3PC84C:

• XC — Xilinx CMOS
• 3190A — модель (семейство 3000A, 190 = логическая ёмкость ~1900 вентилей в массиве)
• -3 — скоростной рейтинг (speed grade 3, чем меньше — тем быстрее относительно базы семейства; для XC3000A доступны градации -2, -3, -4, -5)
• PC84 — Plastic Chip Carrier, 84 вывода (PLCC84)
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C)

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | XC3000A | | Логическая ёмкость | ~1900 эквивалентных вентилей | | Конфигурируемых логических блоков (CLB) | 100 CLB | | Триггеров (flip-flops) | ~500 | | Входов/выходов (I/O) | до 74 (в корпусе PC84 — до 74 пользовательских) | | Конфигурируемых логических входов | ~8 входов на CLB | | Тип памяти конфигурации | статическая SRAM (внешняя загрузка при включении) | | Напряжение питания ядра | 5 В ± 5% | | Интерфейсные уровни | TTL/CMOS 5 В | | Тактовая частота (макс.) | ~ 60–80 МГц в зависимости от дизайна | | Задержка на CLB (tpd) | ~ 7–9 нс (для speed grade -3) | | Корпус | PLCC-84 (PC84, Plastic J-Leaded Chip Carrier) | | Температурный диапазон | 0…+70 °C (Commercial) | | Режим программирования | Slave Serial, Master Serial, Slave Parallel, Boundary Scan |

Точные значения по задержкам и (f_{max}) следует брать из AC/DC характеристики XC3000A Data Sheet (DS060 или более ранний документ), поскольку они меняются от speed grade.

Ключевые особенности

• Построена по КМОП-технологии с SRAM-конфигурацией;
• Возможность переконфигурации «на лету» (при снятии/подаче питания или внешним управлением);
• Три типа загрузки: Master Serial (со внешней PROM), Slave Serial, Slave Parallel;
• Поддержка Cascade (каскадирование нескольких FPGA семейства);
• Программируется через Xilinx-совместимые кабели (Platform Cable USB, Parallel Cable IV и т.п.) в среде XACT, Foundation Series, ISE (старые версии).

Парт-номера (Part Numbers)

Оригинальные обозначения Xilinx для этой и родственных моделей:

• XC3190A-3PC84C — базовая (описана выше)
• XC3190A-4PC84C — медленнее (speed grade -4)
• XC3190A-5PC84C — самый медленный вариант
• XC3190A-3PC84I — индустриальный диапазон (-40…+85 °C)
• XC3190A-3PQ160C — корпус PQFP-160
• XC3190A-3TQ144C — корпус TQFP-144
• XC3190-3PC84C — старая версия без суффикса «A» (семейство XC3000, до апгрейда)

Парт-номера для заказа формируются как: XC31xxA - <speed> <package><pins><temp>

Совместимые модели (родственные FPGA)

Внутри семейства XC3000A:

• XC3020A / XC3020A
• XC3030A
• XC3042A
• XC3064A
• XC3090A
• XC3110A
• XC3190A (данная ИС)
• XC3195A — самая ёмкая в линейке XC3000A

Полностью совместимы по цоколёвке в PC84:

Обычно XC3020, XC3030, XC3064, XC3090, XC3110, XC3190 имеют варианты в PLCC-84 и могут заменяться друг на друга при соответствующей проектной адаптации (у них разные ресурсы, но единый pin-compatible форм-фактор там, где применяется один и тот же тип корпуса).

Родственные семейства (функционально заменяемые концептуально):

• XC3000 — базовая серия (без «A»)
• XC3100 / XC3100A — более быстрые версии
• XC4000 / XC4000E / XC4000X — следующее поколение (не pin-совместимы)

Программное обеспечение (для разработки)

• XACT (раннее ПО Xilinx);
• Xilinx Foundation Series (2.1i и ниже);
• Xilinx ISE версии до ~6.x включительно (последние поддерживающие XC3000A);
• Скрипты использовали форматы .LCA, .XNF и PPR.

Аналоги / замены

Прямого pin-to-pin функционального аналога у других вендоров нет, поскольку архитектура уникальна. Однако концептуально-аналогичные решения того же класса:

• Altera FLEX 8000 (EPF8282 и др.) — другой цоколёвочный стандарт;
• Actel ACT 1/2 — антипережигаемые ( antifuse) FPGA.

Для модернизации старых плат на XC3190A-3PC84C обычно используют:

• поиск NOS-партий Xilinx с тем же парт-номером,
• переход на XC3195A-3PC84C (при наличии логических ресурсов),
• либо редизайн дизайна под современную CPLD серии XC9500XL или Spartan-6/7 с переходной платой (ввиду отсутствия 5 В-совместимых FPGA сегодня в PLCC-84 у новых семейств).

Если нужно, могу:

• выдать таблицу с точными DC/AC характеристиками из официального datasheet по speed grade,
• расписать схему программирования и подходящие конфигурационные PROM (XC17xx-серия, например XC1736, XC1765),
• подсказать замену из современной линейки Xilinx с сохранением проекта (миграция).