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MACH110-15 发布时间 时间:2025/9/30 1:40:19 查看 阅读:4

MACH110-15是Microchip Technology(原Actel公司)推出的一款基于反熔丝(antifuse)技术的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于MACH100系列中的高性能成员。该系列器件专为需要高可靠性、低功耗和抗辐射能力的应用场景设计,广泛应用于工业控制、航空航天、军事和医疗设备等领域。MACH110-15型号中的“15”通常表示其逻辑容量等级或速度等级,具体指该器件具备约15,000个可用门(equivalent gates)的逻辑资源,适合中等规模的数字逻辑设计。
  MACH110-15采用非易失性反熔丝编程技术,这意味着一旦编程完成,配置数据将永久保存,不会因断电或辐射干扰而丢失,具有极高的安全性和抗单粒子翻转(SEU)能力。这种特性使其在极端环境下的稳定性远超基于SRAM工艺的传统FPGA。此外,该器件支持全静态CMOS设计,能够在宽温度范围内稳定运行,并具备低静态功耗的特点,适用于对功耗敏感的应用场合。
  该芯片提供多种封装形式,包括TQFP、CQFP等,便于在不同PCB布局中使用。MACH110-15还集成了用户可配置的I/O引脚、全局时钟网络和内部互连资源,支持多种I/O标准,如LVTTL、LVCMOS等,具备良好的系统兼容性。开发方面,用户可通过Microchip提供的Libero IDE进行综合、布局布线和编程操作,配合专用的编程器实现高效开发流程。

参数

逻辑门数:约15,000门
  制造工艺:反熔丝CMOS工艺
  工作电压:5V(±5%)
  I/O耐压:5.5V
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C(军品级)
  封装类型:TQFP、CQFP等多种可选
  系统时钟频率:最高可达150MHz
  用户I/O数量:典型值为84至132个(依封装而定)
  传播延迟:典型值约5ns(典型路径)
  静态电流:典型值低于10mA
  编程次数:一次性可编程(OTP)
  抗辐射能力:具备高抗总剂量辐射(TID)和抗单粒子翻转(SEU)能力

特性

MACH110-15的核心特性之一是其采用的反熔丝编程技术,这种技术通过在编程过程中永久性地“烧断”特定的微小熔丝来建立电路连接,从而实现逻辑功能的固化。与基于SRAM的FPGA不同,反熔丝FPGA在上电后无需重新加载配置数据,从根本上杜绝了配置丢失的风险,尤其适用于航天飞行器、卫星通信和深空探测等无法承受重启风险的关键任务系统。
  该器件具备出色的抗辐射性能,能够承受高达300 krad(Si)以上的总电离剂量(TID),并几乎不受单粒子效应(SEE)的影响,这使得它成为高能粒子环境中电子系统的理想选择。此外,由于其非易失性结构,MACH110-15在启动时无启动时间延迟,系统可立即进入工作状态,显著提高了系统的响应速度和可靠性。
  在功耗管理方面,MACH110-15采用全静态CMOS设计,仅在信号切换时消耗动态功耗,静态功耗极低。这对于长时间运行且依赖电池供电的远程监控系统或便携式军用设备尤为重要。同时,器件支持多种低功耗模式,用户可通过时钟门控、电源隔离等方式进一步优化能耗。
  从安全性角度,反熔丝结构具有极强的防逆向工程能力,因为一旦编程完成,内部连接无法被读取或修改,有效防止知识产权(IP)泄露。这一特性使其在国防、加密通信和安全认证领域具有广泛应用价值。
  MACH110-15还提供了灵活的I/O配置能力,支持多种电压电平和驱动强度设置,允许与不同外设无缝对接。其内部互连架构采用交叉开关式布线,确保信号路径延迟可控,适合高速同步设计。此外,器件支持JTAG边界扫描测试,便于生产测试和故障诊断。

应用

MACH110-15因其高可靠性和抗辐射特性,主要应用于对系统稳定性要求极高的领域。在航空航天领域,常用于飞行控制系统、卫星姿态调整模块、遥测数据处理单元以及星载计算机中,作为核心逻辑控制器或接口转换桥梁。其抗单粒子翻转能力确保在宇宙射线环境下仍能稳定运行,避免因空间辐射导致系统崩溃。
  在军事电子系统中,该器件被广泛用于雷达信号预处理、电子战设备、导弹制导系统和加密通信模块。其一次性可编程特性不仅提升了系统的安全性,也符合军用装备对信息保密的严格要求。此外,在核设施监测系统或高能物理实验装置中,MACH110-15可用于构建抗辐射的数据采集前端,确保在强辐射环境下数据传输的完整性。
  工业自动化领域也是其重要应用场景之一,例如在高温、高压或强电磁干扰环境下的PLC控制器、工业机器人主控板和过程监控系统中,MACH110-15可作为可靠的逻辑协处理器或通信协议转换器。其宽温工作能力和长期稳定性保证了工业设备在恶劣条件下的持续运行。
  医疗设备方面,特别是在植入式器械或放射治疗设备中,对电子元件的安全性和稳定性有极高要求,MACH110-15的非易失性和抗干扰能力使其成为理想选择。此外,该器件还可用于高精度仪器仪表、测试测量设备和冗余控制系统的设计中,作为关键路径上的容错逻辑单元。

替代型号

MACH110-75
  MACH100-15
  IGLOO AGL125

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