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XC2018-100VQ64C 发布时间 时间:2025/10/30 19:22:42 查看 阅读:9

XC2018-100VQ64C是Xilinx公司早期推出的基于SRAM架构的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于XC2000系列。该系列芯片于20世纪90年代初发布,是FPGA发展初期的重要产品之一,主要用于原型验证、逻辑替代和中小规模数字系统设计。XC2018-100VQ64C中的型号命名遵循Xilinx早期的命名规则:XC代表Xilinx的CMOS产品线,20表示属于XC2000系列,18代表其内部逻辑容量等级,100表示最大系统时钟频率约为100MHz,VQ指采用64引脚的PQFP(Plastic Quad Flat Package)封装,64为引脚数量,C通常表示商业级温度范围(0°C至70°C)。
  该器件采用静态随机存取存储器(SRAM)工艺制造,因此在每次上电后需要从外部配置存储器(如PROM或EEPROM)加载配置数据以定义其内部逻辑功能,这使得它具有高度灵活性,但也要求系统具备完整的配置电路。XC2018-100VQ64C提供了一定规模的可编程逻辑单元,支持用户自定义组合与时序逻辑,并可通过标准开发工具进行综合、布局布线和仿真。
  尽管该芯片在现代FPGA技术中已显过时,不再推荐用于新设计,但在一些老旧工业设备、通信系统或教学实验平台中仍可能见到其身影。由于其停产多年,目前主要通过二级市场或库存渠道获取,且缺乏官方技术支持和最新开发工具兼容性。

参数

型号:XC2018-100VQ64C
  制造商:Xilinx
  系列:XC2000
  逻辑单元数量:约18,000门(等效)
  系统时钟频率:最高约100MHz
  封装类型:VQ64(64引脚PQFP)
  工作电压:5V ± 5%
  工作温度范围:0°C 至 70°C(商业级)
  配置方式:主从式串行/并行配置
  配置存储器接口:支持Xilinx专用配置PROM
  逻辑块数量:多个可编程逻辑块(CLB)
  I/O引脚数量:典型48个用户可用I/O
  制造工艺:CMOS SRAM 工艺

特性

XC2018-100VQ64C作为Xilinx早期FPGA产品的代表,具备典型的SRAM型可编程逻辑结构,其核心由多个可配置逻辑块(Configurable Logic Blocks, CLB)组成,每个CLB包含组合逻辑单元(如多路复用器和查找表雏形)、触发器以及局部互连资源,能够实现基本的布尔函数和时序逻辑功能。这些CLB通过可编程路由矩阵(Programmable Routing Matrix)相互连接,形成复杂的数字系统拓扑。该器件支持同步设计模式,允许用户构建计数器、状态机、数据路径控制单元等常见数字模块。
  该芯片采用5V供电,符合当时TTL电平标准,便于与同期的微处理器、存储器和其他数字IC直接接口,无需电平转换电路,降低了系统设计复杂度。其64引脚PQFP封装提供了合理的I/O密度,在有限空间内实现了较好的功能扩展能力。XC2018-100VQ64C支持多种配置模式,包括串行主模式、串行从模式和并行从模式,用户可通过外挂Xilinx配置PROM(如XC1700系列)实现上电自动加载,也可通过微控制器或主机系统动态重配置,增强了应用灵活性。
  该器件不具备现代FPGA中的嵌入式RAM块、乘法器或时钟管理单元(如PLL),所有存储功能需利用逻辑资源模拟实现,效率较低。此外,由于基于SRAM工艺,断电后配置信息丢失,必须依赖外部非易失性存储器保存配置码流。安全性方面无加密保护机制,配置数据容易被读取或复制。开发工具链方面,原生支持Xilinx早期的开发环境如XACT(Xilinx Automatic CAD Tools),不兼容现代Vivado或ISE Project Navigator的高版本软件。
  总体而言,XC2018-100VQ64C体现了第一代FPGA的技术特征:灵活但资源有限,适合低密度逻辑集成任务。其设计重点在于替代固定功能的TTL逻辑芯片,减少PCB上的元件数量,提升系统可靠性。虽然性能和集成度远不及当前主流FPGA,但在理解可编程逻辑演进历程方面具有重要参考价值。

应用

XC2018-100VQ64C主要用于20世纪90年代初期的电子系统开发中,典型应用场景包括工业控制逻辑的实现,例如PLC中的状态机控制、继电器驱动时序管理以及传感器信号预处理等任务。由于其可重构特性,常被用于原型验证阶段,作为ASIC设计前的功能验证平台,帮助工程师在硬件层面测试逻辑算法而无需立即投入流片成本。此外,在通信设备中,该器件可用于协议转换器、串并转换电路、地址译码器和接口桥接逻辑的设计,尤其适用于当时流行的RS-232、RS-485等串行通信系统的控制逻辑集成。
  在教学与科研领域,XC2018-100VQ64C曾广泛应用于高校电子工程课程中,用于讲解FPGA基本原理、数字系统设计流程和硬件描述语言(如ABEL或早期Verilog)的应用。学生可通过该器件学习从原理图输入到下载验证的完整设计流程,掌握同步设计、时序约束和边界扫描测试等关键技术概念。同时,由于其结构相对简单,有助于初学者理解FPGA内部架构与配置机制的基本工作机制。
  在一些老旧的军事或航空航天系统中,也可能存在使用该系列FPGA的情况,但由于其为民用商业级器件,未经过严格的抗辐射和高可靠性认证,因此并非首选。目前该器件已基本退出主流市场,仅在维修、替换或维护旧有系统时仍有需求。随着技术进步,其功能已被后续的XC3000、XC4000乃至Spartan和Artix系列所取代,新设计项目中不应再选用此型号。

替代型号

XC2064-100VQ64C
  XC3020-100VQ100C
  XC3120L-3VQ100C

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