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MACH211-15JC 发布时间 时间:2025/12/28 2:29:52 查看 阅读:8

MACH211-15JC是一款由Microchip Technology(原Actel公司)生产的基于Flash架构的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于其MACH?2000系列的一员。该系列器件采用非易失性Flash技术,具有高可靠性、低功耗和即时启动(instant-on)特性,适用于需要安全性和稳定性的工业控制、通信设备和嵌入式系统应用。MACH211-15JC提供100引脚TQFP封装,具备高性能逻辑单元结构,能够实现复杂的组合和时序逻辑功能。该芯片在上电后无需外部配置ROM,直接从内部Flash中加载配置数据,避免了传统SRAM型FPGA因配置过程导致的启动延迟或配置被篡改的风险。此外,MACH211-15JC支持在系统编程(ISP),允许用户在PCB板上直接进行编程和调试,极大提高了开发效率和现场升级能力。其设计强调抗辐射能力和工业级温度稳定性,适合在恶劣环境条件下运行。

参数

型号:MACH211-15JC
  制造商:Microchip Technology (原Actel)
  系列:MACH2000
  逻辑单元数:约320个宏单元(Macrocells)
  系统门数:约15,000门
  封装类型:100-TQFP(薄型四边扁平封装)
  I/O引脚数:84
  工作电压范围:3.3V ± 10%(3.0V 至 3.6V)
  最大工作频率:约150 MHz(取决于具体路径和负载)
  传播延迟(tPD):典型值为5 ns
  功耗:低静态电流,典型待机电流小于10 μA
  编程技术:基于Flash的非易失性配置存储
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C(工业级)
  在系统编程(ISP)支持:是,通过JTAG接口
  加密保护:支持安全位防止读出配置数据

特性

MACH211-15JC的核心特性之一是其采用的Flash-based非易失性配置技术,这使得器件在上电后能够立即进入工作状态,无需等待外部配置芯片加载配置数据,实现了真正的“即时启动”功能。这一特性对于要求高可靠性和快速响应的应用场景尤为重要,例如工业自动化控制系统、军事电子设备以及关键任务通信系统。与传统的SRAM型FPGA不同,Flash架构不会受到电磁干扰导致的配置数据翻转(SEU),因此具备更高的抗辐射能力和长期运行稳定性。
  该器件提供了高达84个可编程I/O引脚,所有I/O均支持多种电平标准,包括LVTTL和LVCMOS,便于与外围器件进行接口连接。每个I/O单元都配备了独立的 slew rate 控制和驱动强度设置功能,有助于优化信号完整性并减少电磁干扰(EMI)。此外,I/O引脚支持可编程上拉电阻和开漏输出模式,增强了对外部电路的适应能力。
  MACH211-15JC集成了丰富的时钟管理资源,支持多个全局时钟网络,确保时钟信号在整个芯片内分布均匀且延迟最小。用户可通过专用时钟引脚输入外部时钟,也可利用内部逻辑构建时钟分频或选通逻辑。其内部结构由多个通用逻辑块(GLB)组成,每个GLB包含多个寄存器和组合逻辑单元,支持复杂的布尔函数实现。此外,器件内置去抖动电路,特别适用于处理来自机械开关或传感器的不稳定输入信号。
  安全性方面,MACH211-15JC支持编程加密位,防止未经授权的读取或复制配置数据,保护知识产权。同时支持IEEE 1149.1 JTAG标准接口,用于边界扫描测试、在系统编程和调试,极大地简化了生产测试和现场维护流程。整体设计注重低功耗运行,在待机模式下电流极低,适合电池供电或绿色节能应用。

应用

MACH211-15JC广泛应用于对可靠性、安全性和实时性要求较高的工业与嵌入式系统中。在工业自动化领域,它常被用于PLC(可编程逻辑控制器)、远程I/O模块、电机控制接口和人机界面(HMI)设备中,作为核心逻辑控制单元,实现高速信号处理与协议转换功能。由于其抗干扰能力强,也适用于工厂环境中的噪声较大的场合。
  在通信基础设施中,MACH211-15JC可用于电信交换设备、光网络终端(ONT)、基站子系统中的接口逻辑控制,执行串并转换、帧同步、地址译码等任务。其灵活的I/O配置能力使其能够轻松适配E1/T1、RS-232/485、CAN等多种通信接口标准。
  在航空航天与国防领域,该芯片因其抗辐射特性和宽温工作能力,被用于雷达信号预处理、飞行控制系统中的接口逻辑、导弹导航系统的状态机实现等关键子系统。此外,在医疗电子设备中,如病人监护仪、便携式诊断设备,MACH211-15JC凭借其低功耗和高可靠性,承担主控逻辑或外设桥接功能。
  科研仪器、测试测量设备以及智能仪表也是其典型应用场景。例如,在数据采集系统中,它可以实现多通道模拟开关控制、采样时序生成和数字滤波逻辑。其ISP功能允许设备在部署后仍能远程升级逻辑功能,提升产品生命周期管理能力。

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MACHXO2-7000HC-4TG144I
  AFT211-15JC

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