MACH111-JC 是由 Microchip Technology 公司推出的一款高性能、低功耗的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于 MACH? 系列中的非易失性 CPLD(复杂可编程逻辑器件)产品线。该器件采用先进的 CMOS 工艺制造,具备高密度逻辑单元和灵活的架构设计,适用于需要高度定制化数字逻辑功能的应用场景。MACH111-JC 的主要优势在于其非易失性特性,意味着在断电后仍能保持配置信息,无需外部配置存储器,从而简化了系统设计并提高了可靠性。
MACH111-JC 提供了丰富的 I/O 引脚资源和高速信号处理能力,支持多种电压等级输入输出接口,兼容 TTL 和 CMOS 电平标准,适合与各种外围设备进行无缝连接。此外,该器件集成了内部振荡器和上电复位电路,进一步减少了对外部元件的依赖,有助于降低整体系统成本和板级空间占用。开发过程中,用户可通过通用的 JTAG 接口实现在线编程和调试,配合 Microchip 提供的专业开发工具(如 ispLEVER)完成从设计输入到综合、布局布线及仿真的全流程操作。
由于其高可靠性和工业级温度范围支持,MACH111-JC 被广泛应用于通信设备、工业控制、消费电子以及汽车电子等领域。该器件符合 RoHS 环保标准,并提供多种封装形式以满足不同应用对尺寸和散热的需求。
型号:MACH111-JC
制造商:Microchip Technology
系列:MACH? 11000
逻辑单元数量:128 宏单元
系统门数:约 11000
I/O 引脚数:最高 100 个
工作电压范围:3.3V ± 5%
工作温度范围:-40°C 至 +85°C
封装类型:TQFP-100、PQFP-100 等
编程方式:JTAG 在系统编程(ISP)
非易失性配置存储:是
时钟频率:最高支持 160 MHz
电源电流:典型值 50mA(静态),动态功耗随使用资源变化
传播延迟:典型值 7.5ns
MACH111-JC 具备出色的非易失性配置能力和高可靠性,使其在上电瞬间即可进入正常工作状态,无需额外加载配置数据,显著提升了系统的启动速度和稳定性。这一特性对于要求快速响应和持续运行的关键应用尤为重要,例如工业自动化控制系统或网络通信设备。器件内部采用快闪工艺存储配置信息,可支持超过 10,000 次的编程/擦除周期,并且数据保存时间长达 20 年以上,确保长期使用的耐久性和数据完整性。
该器件拥有高度灵活的互联结构和可编程互连矩阵(PIA),允许用户自由定义内部信号路径,优化逻辑布局,减少关键路径延迟。每个宏单元均支持组合逻辑和时序逻辑两种模式,能够高效实现计数器、状态机、译码器等多种常见数字电路功能。同时,MACH111-JC 支持多全局时钟信号输入,并配备专用时钟管理模块,可通过锁相环(PLL)或时钟分频机制生成精确同步信号,提升系统时序性能。
I/O 单元方面,MACH111-JC 提供独立的电压参考控制,支持热插拔保护和三态输出控制,有效防止总线冲突和信号干扰。所有 I/O 引脚均可配置为输入、输出或双向模式,并支持施密特触发输入以增强抗噪声能力,特别适用于电磁环境复杂的工业现场。此外,器件内置 IEEE 1149.1 JTAG 边界扫描测试功能,便于生产测试和故障诊断,大幅提高产品良率和维护效率。
安全性方面,MACH111-JC 支持加密熔丝(Security Fuse)功能,防止未经授权的读取或复制配置数据,保障知识产权安全。开发支持方面,兼容业界主流 HDL 语言(如 VHDL 和 Verilog),并可通过图形化工具进行原理图输入,降低了学习门槛。整体架构设计兼顾性能、灵活性与易用性,使其成为中等规模逻辑集成的理想选择。
MACH111-JC 广泛应用于多个需要高可靠性和灵活逻辑控制的领域。在工业自动化中,常用于 PLC 控制器、电机驱动接口、传感器信号调理模块以及人机交互界面的逻辑协调单元,凭借其宽温工作范围和强抗干扰能力,在恶劣环境下仍能稳定运行。在通信基础设施中,该器件可用于协议转换器、串行通信接口扩展(如 UART 到多通道 SPI/I2C)、帧同步处理及时钟分配网络,实现不同速率和格式的数据桥接与调度。
消费类电子产品中,MACH111-JC 可作为主控 MCU 的协处理器,承担键盘扫描、LED 显示驱动、电源管理逻辑切换等功能,减轻主处理器负担,提升系统响应速度。在汽车电子领域,它被用于车身控制模块(BCM)、车灯控制逻辑、CAN/LIN 总线接口管理等子系统,满足汽车级可靠性要求,并通过 AEC-Q100 认证的部分版本可用于车载应用。
此外,在测试测量仪器和嵌入式系统中,MACH111-JC 常用于实现自定义时序发生器、数据采集控制逻辑、FIFO 缓冲管理以及 FPGA 配置预处理等功能。其小尺寸封装也适合空间受限的便携式设备。得益于无需外置配置芯片的优势,MACH111-JC 特别适合追求简化 BOM 成本和提高系统集成度的设计方案。
MACH111-1JC\MACH111-2JC\MACH111-3JC