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XC3064-10VQ100C 发布时间 时间:2025/10/30 2:17:02 查看 阅读:6

XC3064-10VQ100C 是由 Xilinx 公司推出的一款现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于 Xilinx XC3000 系列产品。该系列是 Xilinx 早期推出的商用 FPGA 系列之一,在20世纪90年代广泛应用于通信、工业控制、消费电子和计算机外设等领域。XC3064 是该系列中的一个中等规模型号,采用 VQ100 封装形式,即 100 引脚的塑料四边引线扁平封装(PQFP),适用于对空间有一定要求但又需要较高引脚密度的应用场景。
  该器件基于 SRAM 架构,其逻辑功能通过配置存储在内部静态 RAM 中的位流来定义,这意味着它在每次上电时都需要从外部非易失性存储器(如 PROM 或 EEPROM)加载配置数据。XC3064 提供了 64 个逻辑块(Logic Cells),每个逻辑块包含查找表(LUT)、触发器和本地互联资源,支持实现复杂的组合和时序逻辑电路。器件标称速度等级为 -10,表示其典型输入到输出延迟约为 10ns,适合中等速度的数字系统设计。
  XC3064-10VQ100C 的设计灵活性使其成为原型开发、小批量生产和教学实验的理想选择。尽管该芯片已逐步被更先进的 Spartan、Artix 和 Kintex 等现代 FPGA 所取代,但由于其结构简单、易于理解,仍在一些老旧设备维护、教育演示和特定工业控制系统中继续使用。此外,由于其停产多年,目前市场上主要依赖库存或二手渠道获取,因此在选型时需注意供货稳定性和长期可用性问题。

参数

制造商:Xilinx
  产品系列:XC3000
  逻辑单元数量:64
  封装类型:VQ100(100-pin PQFP)
  速度等级:-10(10ns)
  工作电压:5V ± 5%
  工作温度范围:0°C 至 +70°C
  可编程类型:SRAM 基于配置
  互连架构:分层通用路由矩阵
  I/O 引脚数:84
  配置方式:串行主控/从属模式,支持 PROM 加载
  制造工艺:CMOS 工艺

特性

XC3064-10VQ100C 采用 Xilinx 专有的 FPGA 架构,其核心由多个可配置逻辑块(CLB,Configurable Logic Block)组成,这些逻辑块通过可编程互连资源连接,形成高度灵活的数字逻辑实现平台。每个 CLB 包含多个逻辑单元,能够实现基本的布尔函数、状态机以及寄存器操作。其内部使用查找表(LUT)结构代替传统的门级逻辑,使得用户可以通过软件工具将高级硬件描述语言(如 VHDL 或 Verilog)综合成具体的电路结构,并下载到位流文件中进行配置。这种基于 SRAM 的编程机制允许快速重构和多次擦写,极大提升了开发效率和系统适应性。
  该器件支持多种配置模式,包括从串行 PROM 自动加载、由微处理器控制的并行配置以及 JTAG 在线编程方式,提供了极大的系统集成灵活性。特别是在调试阶段,开发者可以通过 JTAG 接口实现在线重配置和边界扫描测试,有效缩短开发周期。此外,XC3064 内部具备全局时钟网络和局部时钟驱动能力,有助于减少时钟偏移,提升系统时序性能。虽然与现代 FPGA 相比其时钟管理功能较为基础,但在当时已能满足大多数中低速应用需求。
  I/O 引脚支持 TTL 和 CMOS 电平兼容,最大可提供 84 个用户可编程 I/O,便于连接外部存储器、传感器或其他外围设备。所有 I/O 均可通过软件设置为输入、输出或双向模式,并支持一定的驱动强度调节。器件内部还集成了上拉电阻和施密特触发输入选项,增强了抗噪声能力和信号完整性。电源设计方面采用单一 +5V 供电,简化了电源管理设计,降低了系统复杂度,尤其适合于老式工业控制系统或嵌入式平台的应用场景。
  尽管 XC3064 不具备现代 FPGA 中常见的 DSP 模块、块 RAM 或高速串行收发器等高级功能,但其架构清晰、资源分布均匀,非常适合用于教学实验、逻辑验证和中小规模逻辑替代。此外,Xilinx 提供的早期开发工具如 Foundation Series 和 Alliance 软件可支持该器件的设计输入、综合、布局布线及仿真,配合第三方工具链仍可在一定程度上延续其生命周期。

应用

XC3064-10VQ100C 广泛应用于20世纪90年代至21世纪初的各类电子系统中,尤其是在需要定制化逻辑功能但产量较低的场合。其典型应用领域包括工业自动化控制系统,例如 PLC(可编程逻辑控制器)扩展模块、运动控制接口和现场总线协议转换器。由于其可重构特性,该芯片常被用于实现专用通信协处理器,支持 RS-232、RS-485、CAN 总线等物理层协议的数据打包与解包,从而减轻主控 CPU 的负担。
  在通信设备中,XC3064 被用于电话交换系统、调制解调器和早期局域网桥接设备中,执行帧同步、地址识别和流量控制等功能。其并行处理能力和灵活的 I/O 配置使其成为实现自定义接口逻辑的理想选择,例如将微处理器总线与时序不匹配的外设进行适配,或者构建 FIFO 缓冲区以协调不同速率的数据流。
  在消费电子和仪器仪表领域,该器件曾用于打印机控制器、图形显示驱动器和测试测量设备中的时序发生器。例如,在数字示波器中,XC3064 可用作采样时钟分频器、触发判别逻辑和显示刷新控制单元。同时,由于其支持 JTAG 边界扫描测试,也被用于 PCB 板级测试和故障诊断系统,帮助检测焊接缺陷和连接开路等问题。
  此外,该芯片在高校电子工程教学中也有广泛应用,作为数字逻辑设计、FPGA 开发和硬件描述语言实践课程的教学平台。学生可通过该器件学习从原理图输入到位流生成的完整设计流程,理解 FPGA 内部结构与实际电路之间的映射关系。虽然目前已不再推荐用于新设计,但在维护老旧设备或进行技术演进研究时,XC3064 仍然是一个重要的参考对象。

替代型号

XC3S50-5VQ100C
  XC3S100E-5VQ100C
  XC6SLX9-5CSG324C

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