Xilinx XC3042-70PG132C — Описание и характеристики

Общее описание

XC3042 — это FPGA ( Field-Programmable Gate Array) из семейства XC3000 компании Xilinx (ныне AMD/Xilinx). Семейство XC3000 было одним из первых коммерчески успешных FPGA и широко использовалось в конце 1980-х — начале 1990-х годов.

Микросхема представляет собой SRAM-based FPGA с логическими блоками (CLB — Configurable Logic Blocks), программируемой матрицей соединений и периферийными блоками ввода-вывода (IOB — Input/Output Blocks). Конфигурация хранится во внешней памяти и загружается при включении питания.

Расшифровка обозначения XC3042-70PG132C:

• XC30 — семейство XC3000
• 42 — число логических блоков в эквиваленте (≈4200 вентилей)
• -70 — скорость: задержка 7.0 нс (speed grade)
• PG132 — тип корпуса: PGA (Pin Grid Array), 132 вывода
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C)

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Xilinx XC3000 | | Тип | SRAM-based FPGA | | Эквивалентная логическая ёмкость | ~4 200 вентилей | | Число CLB (Configurable Logic Blocks) | 144 | | Логические ячейки в CLB | 2 триггера + комбинационная логика | | Число IOB (User I/O) | 96 | | Корпус | CPGA-132 (Pin Grid Array) | | Число выводов | 132 | | Speed grade | -70 (задержка 7.0 нс на CLB) | | Напряжение питания ядра | 5 В (±5 %) | | Технология | КМОП (CMOS) | | Конфигурации I/O | TTL / CMOS уровни | | Триггеры | D-типа с асинхронным сбросом/установкой | | Тактовая частота (макс.) | ~50–70 МГц (зависит от дизайна) | | Ток потребления | ~200 мА (типовое, зависит от загрузки) | | Температурный диапазон | Коммерческий 0…+70 °C | | Ёмкость конфигурации | ≈ 219 708 бит |

Архитектура

• 144 CLB, объединённых в матрицу (обычно 12×12 или аналогичную)
• Глобальные линии тактирования и сброса
• Локальные и длинные межсоединения (switch matrix)
• Периферийные IOB по краям кристалла
• Возможность каскадирования CLB для сложной логики

Парт-номера семейства XC3000 (варианты XC3042)

Формат: XC3042-[speed] [package][pin count][temp]

По скорости (speed grade):

• XC3042-50
• XC3042-70
• XC3042-100
• XC3042-125

По корпусу:

• PC84 — PLCC-84
• PG84 — PGA-84
• PG132 — PGA-132
• PQ100 — PQFP-100
• TQ144 — TQFP-144
• VQ100 — (редко для этого семейства)

По температуре:

• C — коммерческая (0…+70 °C)
• I — индустриальная (−40…+85 °C)
• M — военная (−55…+125 °C)

Пример полного списка парт-номеров XC3042: | Парт-номер | Корпус | Темп. | |---|---|---| | XC3042-50PC84C | PLCC-84 | Comm | | XC3042-70PC84C | PLCC-84 | Comm | | XC3042-70PG84C | PGA-84 | Comm | | XC3042-70PG132C | PGA-132 | Comm | | XC3042-100PG132C | PGA-132 | Comm | | XC3042-125PG132C | PGA-132 | Comm | | XC3042-70PQ100C | PQFP-100 | Comm | | XC3042-70TQ144C | TQFP-144 | Comm | | XC3042-70PG132I | PGA-132 | Ind | | XC3042-70PG132M | PGA-132 | Mil |

Примечание: разные дистрибьюторы могут использовать сокращённые или полные обозначения (например, XC3042-70PG132C vs XC3042-70PG132).

Совместимые модели и аналоги

Программная совместимость (та же цепочка разработки XACT / XACTstep)

• XC3020 — 64 CLB, ~2000 вентилей
• XC3030 — 100 CLB, ~3000 вентилей
• XC3042 — 144 CLB, ~4200 вентилей (базовая модель)
• XC3064 — 224 CLB, ~6400 вентилей
• XC3090 — 320 CLB, ~9000 вентилей
• XC3100 / XC3100A — усовершенствованная версия (быстрее, совместима по pinout частично)
• XC4000 / XC4000E — следующее поколение (не pinout-совместимо)

Аппаратная (pin-to-pin) совместимость

• XC3030 и XC3064 в том же корпусе PGA-132 — частично pin-совместимы по выводам питания/конфигурации, но не полностью по I/O.
• XC3100A в PGA-132 — программно совместима с XC3000 в некоторых случаях, но не pin-compatible.

Функциональные аналоги других производителей

• AT&T ORCA (позже Lucent/Agere) — аналогичный класс
• Altera FLEX 8000 / MAX 7000 — близкие по логической ёмкости
• Actel ACT 1/2/3 — antifuse FPGA (не SRAM)

Применение

Микросхемы XC3042 широко применялись в:

• телекоммуникационном оборудовании;
• промышленных контроллерах;
• системах обработки сигналов;
• прототипах ASIC;
• встраиваемых системах 1990-х годов.

Сегодня XC3042 представляет историческую и ретро-вычислительную ценность; в новых разработках не используется из-за малой ёмкости и устаревшего ПО (XACT).

Если нужно, могу дополнительно:

• составить таблицу сравнения XC3020/3030/3042/3064/3090;
• расписать цоколёвку PGA-132;
• подсказать, чем заменить в modern-дизайне (например, на Spartan-6/7 или Lattice iCE40).