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MACH221-12JC 发布时间 时间:2025/12/28 3:01:03 查看 阅读:10

MACH221-12JC是一款由Microchip Technology(原Actel公司)生产的基于反熔丝技术的现场可编程门阵列(FPGA)器件。该器件属于MACH2000系列,专为高可靠性、低功耗和高安全性应用而设计。由于其采用反熔丝(anti-fuse)编程技术,MACH221-12JC具有非易失性配置特性,上电即进入工作状态,无需外部配置存储器,这使得它在抗辐射、航空航天、军事和工业控制等关键领域中具有显著优势。该器件在制造时处于未编程状态,用户通过专用编程设备一次性写入逻辑配置,一旦编程完成,配置信息不可更改,但具有极高的安全性和抗篡改能力。MACH221-12JC提供12ns的速度等级,适用于需要确定性延迟和稳定性能的应用场景。其架构包括多个通用逻辑块(GLB)、可编程互连阵列(PIA)以及灵活的I/O结构,支持多种电压接口和电气标准,便于系统集成。此外,该器件具备良好的抗电磁干扰能力和宽温工作范围,适合严苛环境下的长期运行。

参数

制造商:Microchip Technology
  系列:MACH2000
  可编程类型:反熔丝
  逻辑单元数量:221 GLBs
  速度等级:12ns
  tPD(传播延迟):12ns
  电源电压:5V ± 10%
  工作温度范围:-55°C 至 +125°C
  封装类型:PLCC-84
  I/O引脚数:66
  系统门数:约3,500
  互连资源:可编程互连阵列(PIA)
  编程方式:一次性编程(OTP)
  非易失性:是
  抗辐射能力:高
  封装尺寸:标准PLCC尺寸

特性

MACH221-12JC的核心特性之一是其基于反熔丝技术的非易失性配置机制。与基于SRAM的FPGA不同,反熔丝FPGA在编程过程中通过在特定交叉点形成永久性的金属连接来实现逻辑配置,这种物理连接一旦建立就无法被擦除或重新编程,从而提供了极高的安全性,防止逆向工程和非法复制。这种特性使其非常适合用于国防、航天和安全加密等对数据保密性要求极高的场合。此外,由于无需外部配置芯片,系统启动时间几乎为零,上电即可运行,避免了配置失败的风险,提升了系统的可靠性和稳定性。
  该器件具备出色的抗辐射性能,能够在强辐射环境中保持正常工作,因此广泛应用于卫星、航天器和核设施等高风险环境。其5V供电设计兼容TTL和CMOS电平,简化了与其他传统逻辑器件的接口设计。工作温度范围覆盖-55°C至+125°C,确保在极端高低温条件下仍能稳定运行,满足军用级温度要求。MACH221-12JC还具有低静态功耗的特点,在待机状态下几乎不消耗电流,有利于延长电池供电系统的使用寿命。
  器件内部包含221个通用逻辑块(GLB),每个GLB可实现复杂的组合逻辑和时序逻辑功能,支持寄存器旁路、时钟使能、异步清零/置位等功能。可编程互连阵列(PIA)提供了高度灵活的布线资源,允许用户自定义信号路径,优化时序性能。66个可配置I/O引脚支持多种驱动强度和输入/输出标准,增强了系统设计的灵活性。此外,该器件对电磁干扰(EMI)具有较强的抑制能力,有助于提升系统在复杂电磁环境中的抗干扰性能。整体而言,MACH221-12JC是一款面向高可靠性应用的成熟FPGA解决方案。

应用

MACH221-12JC广泛应用于对可靠性、安全性和环境适应性要求极高的领域。在航空航天领域,常用于飞行控制系统、卫星通信模块、雷达信号处理单元等子系统中,得益于其抗辐射特性和宽温工作能力,能够在太空或高空环境中长期稳定运行。在军事装备中,该器件被用于导弹制导系统、加密通信设备、电子战系统等关键模块,利用其一次性编程特性防止敏感逻辑被窃取或篡改。工业自动化领域中,MACH221-12JC可用于高可靠性PLC控制器、远程I/O模块和过程监控系统,尤其适用于高温、强振动或强电磁干扰的工厂环境。此外,在核电站控制系统、深海探测设备和铁路信号系统中也有应用,这些场景均要求元器件具备长寿命、高稳定性和故障容错能力。由于其非易失性架构,也适合用于需要快速启动且不允许启动延迟的关键任务系统,如应急电源控制、医疗急救设备等。总之,MACH221-12JC凭借其独特的技术优势,在多个高端工业和技术领域发挥着重要作用。

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MACH221-15JC,MACH221-15JI,MACH211-12JC,MACH231-12JC

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