137E4680 是一款由Microchip Technology公司生产的高性能、低功耗的FPGA(现场可编程门阵列)器件,属于其IGLOO?系列。该系列主要面向需要高可靠性、低静态功耗和安全特性的工业、航空航天以及国防应用。137E4680 具备非易失性技术,支持单芯片上电即行(instant-on)功能,无需外部配置存储器,从而简化了系统设计并提高了系统安全性。该器件采用Flash-based架构,具备抗辐射能力,适用于恶劣环境下的嵌入式系统。其逻辑单元规模适中,适合中等复杂度的数字逻辑设计,同时支持多种I/O标准和高级加密功能,能够满足对数据安全和完整性要求较高的应用场景。此外,137E4680 还集成了PLL(锁相环)资源以支持灵活的时钟管理,并提供丰富的用户闪存和SRAM资源用于数据存储和缓存处理。
型号:137E4680
制造商:Microchip Technology
产品系列:IGLOO
逻辑单元数量:4680个等效逻辑单元
用户闪存单元(UFM):128 Kbits
嵌入式RAM:32 Kbits
可用I/O引脚数:156
I/O电压支持:1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V
核心电压:1.2V
工作温度范围:-40°C 至 +85°C(工业级)
封装类型:Fine-Pitch Ball Grid Array (FBGA), 208-pin
静态功耗:典型值低于2 μW(在待机模式下)
配置方式:内置Flash,无需外部配置芯片
安全特性:支持一次性可编程(OTP)、防篡改检测、位流加密
时钟管理:集成1个PLL,支持频率合成与抖动过滤
抗辐射能力:具有高抗单粒子翻转(SEU)性能,适用于航天环境
IGLOO系列的137E4680 FPGA采用了基于Flash的非易失性技术,这使得它在上电后能够立即开始运行,无需等待从外部存储器加载配置数据,显著提升了系统的启动速度和可靠性。这一“即时启动”特性对于雷达系统、卫星通信终端以及工业控制系统等对启动时间敏感的应用至关重要。此外,由于不需要外部配置PROM或CPLD,整体BOM成本得以降低,PCB布局也更加简洁。
该器件的超低静态功耗是其另一大亮点,在常温下静态电流仅为微安级别,特别适合电池供电或能量受限的远程监控设备。其动态功耗同样经过优化,结合精细的电源域管理和门控时钟技术,能够在保持高性能的同时最大限度地延长系统续航时间。
安全性方面,137E4680 提供了多层次的防护机制,包括一次性可编程(OTP)熔丝、加密位流存储、防回读保护以及物理篡改检测接口。这些功能有效防止了逆向工程和非法复制,保障了知识产权和敏感数据的安全。
在可编程逻辑资源方面,虽然其逻辑规模小于大型FPGA,但足以应对状态机控制、协议转换、信号预处理等常见任务。其嵌入式内存块支持双端口访问,便于实现FIFO缓冲或查找表功能。丰富的I/O支持涵盖了LVCMOS、LVTTL、PCI等多种标准,增强了与其他外设的兼容性。
值得一提的是,137E4680 具备出色的抗辐射性能,尤其针对空间应用中的单粒子效应进行了强化设计。通过内置的SEU免疫逻辑单元和错误检测与纠正机制,即使在高能粒子环境中也能维持稳定运行,因此广泛应用于低轨卫星、深空探测器和军用飞行器中。配套的Libero? SoC设计套件提供了完整的开发流程支持,包括综合、布局布线、仿真与时序分析工具,帮助工程师高效完成项目开发。
137E4680 主要应用于对可靠性、功耗和安全性有严苛要求的领域。在航空航天与国防行业中,它常被用于卫星姿态控制系统、星载数据处理单元、雷达信号调理模块以及电子战设备中的高速接口桥接。由于其抗辐射能力和即时启动特性,非常适合部署在近地轨道或深空探测任务中。
在工业自动化领域,该器件可用于可编程逻辑控制器(PLC)、智能传感器节点、远程IO模块以及工业通信网关。其宽温工作范围和抗干扰能力强的特点确保了在高温、振动或电磁噪声严重的工厂环境中依然稳定运行。
通信基础设施中,137E4680 可作为小型基站、光网络终端(ONT)或协议转换器的核心控制单元,执行时钟同步、帧对齐、数据包解析等功能。其低功耗特性有助于减少散热需求,提升设备长期运行的稳定性。
此外,在医疗电子设备中,如便携式监护仪、成像系统控制板等,该FPGA可用于实现定制化的数字信号处理路径,同时满足严格的EMI和安全认证要求。
科研仪器方面,例如粒子探测器前端控制、高精度测量设备的数据采集系统,也常采用137E4680 来实现高度定制化的时序控制与数据预处理逻辑。得益于其非易失性和高可靠性,系统重启后仍能立即恢复工作状态,避免关键实验数据丢失。
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