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XC2064-33PC68C 发布时间 时间:2025/12/26 13:15:46 查看 阅读:13

XC2064-33PC68C是Xilinx公司推出的一款早期可编程逻辑器件(PLD),属于XC2000系列中的FPGA(现场可编程门阵列)产品。该芯片于1980年代末推出,是世界上第一款商业化FPGA之一,标志着可编程逻辑技术的重大突破。XC2064采用SRAM工艺制造,其架构基于可配置逻辑块(CLB)和可编程互连资源,用户可通过配置数据定义其内部逻辑功能。该器件封装形式为68引脚PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier),适用于中低密度逻辑设计应用。XC2064-33PC68C中的“33”表示其典型工作时钟频率可达33MHz,适合对速度有一定要求的数字系统设计。由于其非易失性配置需外部存储支持,通常需要搭配PROM或微控制器进行上电配置。虽然该型号现已停产,且被更先进的FPGA系列所取代,但在历史研究、老旧设备维护以及教学演示中仍具有重要价值。作为FPGA技术的奠基者之一,XC2064推动了现代可编程逻辑的发展,并为后续Spartan、Virtex等系列奠定了基础。
  该芯片的主要目标市场包括通信接口控制、工业自动化、测试设备和原型验证系统等领域。由于其架构相对简单,开发工具链也较为原始,主要依赖XACT(Xilinx Automatic CAED Tools)软件进行布局布线与生成配置文件。尽管缺乏现代FPGA中的嵌入式硬核处理器、DSP模块或高速收发器,但XC2064展示了基本的可编程逻辑原理,非常适合用于理解FPGA底层工作机制的教学场景。此外,由于其采用标准CMOS工艺制造,功耗较低,抗干扰能力较强,在特定工业环境中表现出良好的稳定性。

参数

型号:XC2064-33PC68C
  制造商:Xilinx
  系列:XC2000
  逻辑单元数量:约64个逻辑块(两个CLB)
  CLB数量:2
  用户I/O引脚数:48
  最大系统门数:约1,500门
  电源电压:5V ±10%
  工作温度范围:0°C 至 70°C(商业级)
  封装类型:68-pin PLCC
  配置方式:串行主模式/从模式
  配置存储器支持:Xilinx XC1700系列PROM
  时序等级:-33(表示典型最高运行频率为33MHz)
  制造工艺:CMOS SRAM

特性

XC2064-33PC68C的核心特性在于其开创性的FPGA架构设计,采用了基于查找表(LUT)和可编程互连矩阵的结构,这在当时是革命性的创新。每个可配置逻辑块(CLB)包含多个触发器和组合逻辑单元,能够实现基本的布尔函数运算与时序逻辑操作。这种模块化设计使得用户可以灵活地构建各种数字电路,如状态机、计数器、译码器等,而无需定制专用集成电路(ASIC)。其SRAM-based配置机制允许无限次重新编程,极大提升了设计迭代效率。然而,由于配置信息存储于静态RAM中,断电后数据丢失,因此必须配备外部非易失性配置存储器(如Xilinx XC1756或XC1764 PROM),在每次上电时自动加载配置数据。这一特性虽然增加了系统复杂度,但也带来了动态重构的可能性,即在运行过程中切换不同的逻辑功能。
  该器件具备良好的电气兼容性,支持TTL电平接口,易于与当时的主流数字IC协同工作。其I/O引脚具有可配置方向性和驱动能力,能够在一定程度上适应不同负载需求。时序性能方面,标称-33等级表明其关键路径延迟可支持高达33MHz的同步操作,满足多数中速控制应用的要求。此外,XC2064提供了多种配置模式,包括串行主控模式、串行从属模式和并行从属模式,增强了系统的集成灵活性。开发支持方面,Xilinx提供的XACT设计套件允许工程师通过原理图输入或简单的硬件描述语言完成设计综合、布局布线及时序分析,最终生成比特流文件写入配置PROM。尽管工具功能远不如现代Vivado或ISE强大,但在当时已显著降低了FPGA使用门槛。值得一提的是,XC2064的出现确立了“平台化”数字设计的理念,为后来的SoC FPGA发展铺平了道路。

应用

XC2064-33PC68C主要用于早期的数字系统原型开发、工业控制逻辑实现、通信协议转换以及教育实验平台。在1980至1990年代,许多科研机构和电子企业利用该芯片快速验证新设计概念,避免高昂的ASIC流片成本。例如,在电信设备中,它被用来实现E1/T1线路接口控制逻辑;在自动化设备中,用于构建可编程逻辑控制器(PLC)的核心逻辑单元;在测试仪器中,则承担信号采集与处理的任务。由于其可重复编程特性,特别适合多品种小批量生产场景下的逻辑定制。此外,一些军用和航天项目也曾采用该系列器件,因其具备一定的抗辐射改进版本(如抗辐照工艺变种),可在严苛环境中稳定运行。教学领域中,XC2064常被用作讲解FPGA基本原理的典型案例,帮助学生理解查找表、触发器、布线资源和配置机制的工作原理。虽然当前已被高性能FPGA取代,但在维护老旧系统(如上世纪九十年代制造的医疗设备、雷达信号处理模块或卫星地面站设备)时,仍需参考其技术资料进行替换或仿真替代设计。近年来,随着复古计算和硬件历史研究的兴起,该芯片也成为收藏家和技术爱好者关注的对象,用于复刻经典计算机架构或重建早期可编程逻辑实验环境。

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