时间:2025/10/30 20:06:52
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XC17S40PC 是由 Xilinx 公司推出的一款串行配置 PROM(可编程只读存储器),专门用于为 Xilinx 的 FPGA(现场可编程门阵列)器件提供配置数据。该芯片属于 XC1700 系列,主要功能是在上电时自动将预编程的配置比特流加载到目标 FPGA 中,从而实现系统的快速初始化和启动。XC17S40PC 采用 20 引脚 DIP(双列直插式封装),具有工业级的工作温度范围,适用于多种嵌入式系统、通信设备、工业控制以及原型开发平台。其设计简化了 FPGA 的配置流程,用户只需将生成的比特流文件通过编程器写入 XC17S40PC 即可,无需额外的外部控制器来管理配置过程。此外,该器件支持串行模式下载,与 Xilinx 多款主流 FPGA 器件兼容,如 Spartan 系列等。由于其非易失性存储特性,即使在断电后也能保持配置数据,确保系统每次上电都能可靠运行。尽管该型号已逐步被新型号替代,但在许多老旧系统维护、教育实验和小批量项目中仍具有较高的使用价值。
型号:XC17S40PC
制造商:Xilinx
系列:XC1700
存储容量:4 Mbit(512 K × 8)
封装类型:20-pin DIP
工作电压:5V ±10% (4.5V ~ 5.5V)
工作温度范围:0°C 至 +70°C(商业级)
访问时间:120 ns(最大)
时钟频率:最大支持 10 MHz 串行时钟输入
接口类型:串行数据输出(CCLK、DATA)
编程方式:通过专用编程器进行一次性编程(OTP)或通过 JTAG 配合 Platform Cable 下载
数据保持时间:典型值 20 年
写入耐久性:一次可编程(OTP)或有限次擦写(视具体版本)
输出驱动能力:TTL 兼容
电源电流:典型工作电流约 35 mA
XC17S40PC 具备多项关键特性,使其成为早期 Xilinx FPGA 配置方案中的重要组件。首先,它具备专用的串行配置架构,能够以低成本、高可靠性的方式为 FPGA 提供上电自启动功能。其内部存储结构为 4 Mbit,足以容纳多数中低端 Spartan 系列 FPGA 的配置比特流,满足当时主流设计需求。该器件采用 CMOS 工艺制造,在保证高速访问的同时有效控制功耗,适合对热管理有一定要求的应用场景。
其次,XC17S40PC 支持主串行(Master Serial)配置模式,能够在上电后主动输出时钟信号(CCLK)并逐位发送配置数据至 FPGA,整个过程无需微处理器或其他控制单元干预,极大简化了系统设计复杂度。其输出电平为 TTL 兼容,可直接连接 FPGA 的数据输入引脚,接口简单且稳定可靠。
再者,该芯片支持标准 JTAG 编程流程,可通过 Xilinx ISE Design Suite 软件配合 Platform Cable USB 等调试下载线完成比特流烧录操作,开发调试便捷。同时,其 DIP 封装便于手工焊接和更换,特别适合教学实验、原型验证和小批量生产环境。
此外,XC17S40PC 内部集成了上电复位逻辑和地址计数器,能自动从起始地址开始顺序读取数据,避免了复杂的地址管理机制。其数据保持能力长达 20 年以上,确保长期使用的稳定性。虽然该器件为 OTP(一次性可编程)类型,但部分版本也支持紫外线擦除和重复编程(如使用 EPROM 版本),提供了灵活性。
最后,该器件具有良好的抗干扰能力和电磁兼容性设计,适用于工业环境下的长期运行。尽管目前已被更先进的 SPI Flash 配置方案所取代,但其在历史项目维护和技术教学中依然发挥着重要作用。
XC17S40PC 主要应用于需要为 Xilinx FPGA 提供非易失性配置数据的场合。典型应用场景包括早期的 Spartan 系列 FPGA 开发板,用于实现上电自动加载配置程序的功能,使系统无需外接计算机即可独立运行。在工业控制系统中,该芯片常用于 PLC(可编程逻辑控制器)、运动控制卡和自动化测试设备中,作为 FPGA 的固件存储介质,确保设备每次启动时都能恢复预定逻辑功能。
在通信领域,XC17S40PC 曾被用于基站信号处理模块、协议转换器和网络接口卡中,为 FPGA 提供稳定的配置信息,支持高速数据通路的建立与重构。在科研和教育机构中,由于其封装易于焊接、操作流程成熟,广泛用于电子工程类课程的教学实验平台,帮助学生理解 FPGA 配置机制和嵌入式系统启动原理。
此外,该器件也常见于医疗设备、航空航天电子系统以及军事装备的老旧型号中,用于保障特定逻辑功能的持久性和可重复启动能力。在产品原型验证阶段,工程师常使用该芯片快速部署 FPGA 设计,缩短开发周期。尽管当前新设计更多采用 SPI NOR Flash 或 BPI 配置方式,但对于维护已有系统或复现经典设计而言,XC17S40PC 仍然是不可或缺的关键元件。
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