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XC2064-70PG68C 发布时间 时间:2025/10/30 16:39:10 查看 阅读:12

XC2064-70PG68C是一款由Xilinx公司推出的早期现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于XC2000系列。该系列是业界首批商用FPGA产品之一,发布于20世纪80年代末期,标志着可编程逻辑技术的重要里程碑。XC2064作为该系列中的典型代表,采用CMOS制造工艺,具备可重构的逻辑架构,允许用户通过编程实现自定义的数字电路功能。其型号中的“XC”代表Xilinx的可编程逻辑器件,“2064”表示其内部结构包含64个逻辑块,“70”指其引脚间最大传输延迟为70纳秒,“PG68”表示其封装形式为68引脚塑料四边引线芯片载体(PLCC),“C”通常表示商业级温度范围(0°C至70°C)。
  XC2064-70PG68C的核心架构由多个可配置逻辑块(CLB)、可编程互联资源和I/O块组成。每个CLB可实现基本的组合逻辑和时序逻辑功能,如查找表(LUT)、触发器等,而可编程布线矩阵则允许这些逻辑块之间灵活连接,从而构建复杂的数字系统。由于其非易失性配置存储的缺失,XC2064通常需要外接一个配置存储器(如PROM),在上电时加载配置数据以完成逻辑功能的初始化。
  尽管从现代标准来看,XC2064的逻辑容量较小(仅支持数百个等效逻辑门),但在当时广泛应用于原型设计、接口逻辑实现、状态机控制等领域。它为后续更先进的FPGA发展奠定了基础,推动了电子设计自动化(EDA)工具的发展。如今,XC2064已基本退出主流市场,主要用于教学研究、历史项目维护或复古计算项目中。

参数

型号:XC2064-70PG68C
  制造商:Xilinx
  系列:XC2000
  逻辑单元数量:64个CLB
  最大延迟时间:70ns
  封装类型:68-pin PLCC
  工作温度范围:0°C 至 70°C
  电源电压:5V ±10%
  可编程技术:静态RAM(SRAM)配置
  I/O引脚数量:约54个用户可用I/O
  配置方式:主串、从并、JTAG等多种模式
  时钟频率支持:典型最高可达14MHz左右(受限于70ns延迟)

特性

XC2064-70PG68C的最显著特性在于其作为第一代FPGA所体现的可重构逻辑能力。该器件基于SRAM单元实现逻辑配置,这意味着其功能完全依赖于上电时加载的配置数据。这种设计提供了极高的灵活性,允许同一硬件实现多种不同的数字逻辑功能,只需更改配置文件即可重新定义芯片行为。此外,其CMOS工艺带来了相对较低的功耗和良好的抗干扰性能,适用于工业和商业环境下的稳定运行。
  该器件的可配置逻辑块(CLB)结构包括多个输入多路复用器、组合逻辑部分(类似于简单的查找表)以及可配置为寄存器的存储元件,支持实现布尔函数、计数器、移位寄存器和有限状态机等功能。CLB之间的互连通过一个可编程交换矩阵实现,虽然布线资源相比现代FPGA较为有限,但在当时足以满足中等复杂度逻辑设计的需求。I/O块支持双向传输,并可通过外部电阻设置驱动强度和上拉/下拉配置,增强了与外围设备的兼容性。
  另一个重要特性是其多种配置模式支持。XC2064可以通过主串行模式从外部串行PROM加载配置,也可通过从并行模式由微处理器写入配置数据,还支持使用JTAG接口进行调试和编程,这在当时的可编程器件中属于先进特性。这种多模式配置能力使其能够适应不同的系统架构需求,例如嵌入式控制系统或测试平台。此外,该器件具备一定的抗辐射能力和稳定性,适合用于对可靠性有一定要求的应用场景。
  值得注意的是,由于其基于SRAM的配置机制,XC2064不具备掉电保持功能,必须依赖外部非易失性存储器存储配置比特流。这也意味着系统启动时间会略长,且需要确保配置路径的可靠性。尽管如此,这一特性也为动态重配置提供了可能——即在运行时更换逻辑功能,这在某些特殊应用中具有独特优势。总体而言,XC2064-70PG68C代表了FPGA技术发展的起点,其设计理念深刻影响了后续所有可编程逻辑器件的发展方向。

应用

XC2064-70PG68C广泛应用于20世纪90年代初期的数字系统设计中,尤其常见于原型验证、接口转换、通信协议实现和专用控制逻辑等领域。由于其可编程特性,工程师可以在不修改PCB的前提下快速迭代设计,极大缩短了产品开发周期。在通信设备中,它被用来实现UART、HDLC控制器、编码解码逻辑等;在工业控制领域,用于构建状态机、定时器和传感器接口逻辑;在计算机外围设备中,则常用于地址译码、总线仲裁和数据缓冲等功能。
  该器件也广泛用于学术研究和教学实验,帮助学生理解数字逻辑设计、FPGA架构和硬件描述语言(HDL)的基本概念。许多早期的大学课程使用XC2000系列作为教学平台,引导学生掌握从原理图输入到布局布线的完整设计流程。此外,在军事和航空航天项目中,部分老旧系统仍保留使用此类器件,因其经过长期验证且替换成本高昂,因此在维护和备件采购方面仍有需求。
  随着技术进步,XC2064逐渐被集成度更高、性能更强的FPGA所取代,但其在复古计算、电子遗产保护和历史复刻项目中仍具价值。爱好者利用它重建经典计算机系统或实现 vintage 数字电路,重现早期可编程逻辑的技术风貌。同时,它也被用于演示FPGA演进历程的技术展览或教育展示中,作为可编程逻辑发展史上的一个重要实物见证。

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XC2064PC-70
  XC2064-6PC

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