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XC3164A-5PC84C 发布时间 时间:2025/10/31 0:59:55 查看 阅读:5

XC3164A-5PC84C是Xilinx公司推出的一款高性能CMOS现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于XC3100A系列。该芯片采用先进的可编程逻辑技术,具备高密度逻辑单元和灵活的布线架构,适用于需要中等规模逻辑集成的复杂数字系统设计。XC3164A-5PC84C采用84引脚PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)封装形式(PC84),便于在标准PCB上进行表面贴装。该器件的工作速度等级为-5,表示其具有较快的传播延迟和较高的时钟频率响应能力,适合对时序要求较高的应用场合。作为一款成熟的FPGA产品,XC3164A-5PC84C支持基于SRAM的配置方式,可通过外部PROM或微处理器在上电时加载配置数据,实现系统的快速启动与灵活重构。该芯片广泛应用于通信设备、工业控制、测试仪器以及原型验证系统中,是20世纪90年代至21世纪初主流的可编程逻辑解决方案之一。
  尽管Xilinx已逐步将产品线转向更先进的FPGA架构(如Spartan、Virtex系列),但XC3164A-5PC84C仍因其稳定性、成熟的设计工具支持以及广泛的第三方资源而在一些遗留系统维护和特定工业应用中保持使用价值。其开发通常依赖于Xilinx Foundation Series或ISE等经典设计软件,支持原理图输入、HDL语言(如VHDL或Verilog)描述以及综合、布局布线等完整流程。

参数

型号:XC3164A-5PC84C
  制造商:Xilinx
  系列:XC3100A
  逻辑单元数量:约64个CLB(Configurable Logic Blocks)
  等效门数:约64,000门
  用户I/O数量:最多64个
  封装类型:84引脚PLCC(PC84)
  工作电压:5V ±5%
  最大系统时钟频率:典型值可达100MHz(取决于设计和布线)
  传播延迟(tpd):约5ns(-5速度等级)
  配置方式:串行PROM、并行加载或通过微控制器动态配置
  温度范围:商业级(0°C 至 +70°C)
  制造工艺:CMOS SRAM工艺

特性

XC3164A-5PC84C的核心架构基于可配置逻辑块(CLB)和统一的互连资源矩阵,每个CLB包含多个查找表(LUT)、触发器和组合逻辑功能单元,能够实现复杂的组合与时序逻辑功能。其内部结构由纵横交错的布线通道组成,提供高度灵活的信号路由能力,允许设计者优化关键路径延迟并提高资源利用率。该器件支持同步设计风格,内置全局时钟网络以降低时钟偏移,提升系统稳定性。此外,XC3164A-5PC84C具备多层级时钟管理能力,支持时钟使能、低抖动传输和局部时钟缓冲等功能,适用于高速同步系统设计。
  该芯片采用静态RAM工艺实现逻辑配置,因此具有非破坏性读回和动态重配置能力,可以在运行期间更改部分或全部逻辑功能,这在需要灵活性和现场升级的应用中非常有价值。XC3164A-5PC84C还支持边界扫描测试(Boundary Scan),符合IEEE 1149.1 JTAG标准,便于在电路板级进行故障诊断、调试和生产测试。其I/O引脚具有可编程驱动强度和上拉/下拉电阻选项,增强了与其他器件接口时的兼容性和信号完整性。电源管理方面,该器件提供独立的I/O供电引脚设计,有助于减少噪声干扰,并支持低功耗待机模式,在不牺牲性能的前提下延长系统使用寿命。
  XC3164A-5PC84C的设计工具链成熟且稳定,支持从行为级建模到物理实现的全流程自动化。用户可以利用Xilinx ISE或Foundation系列软件完成综合、映射、布局布线及时序分析,同时获得详细的报告输出以指导优化。此外,该器件拥有丰富的IP核库和参考设计资源,极大缩短了开发周期。虽然其制造工艺相对于现代FPGA较为落后,但在抗辐射、长期供货保障和环境适应性方面表现出一定优势,尤其适合用于工业自动化、航空航天(早期型号)以及教育科研领域中的教学实验平台。

应用

XC3164A-5PC84C被广泛应用于多种需要定制化数字逻辑处理的场景。在通信领域,它常用于协议转换器、帧同步器、数据复用/解复用单元以及接口桥接电路中,例如将TTL电平信号转换为ECL或LVDS格式,或者实现异步串行通信与并行总线之间的数据交换。在工业控制系统中,该芯片可用于构建状态机控制器、PWM信号发生器、编码器接口模块以及PLC扩展模块,凭借其高可靠性和实时响应能力,确保设备稳定运行。
  在测试与测量仪器中,XC3164A-5PC84C经常作为主控逻辑单元,负责采集、预处理和调度来自传感器或多通道ADC的数据流,也可用于生成精确的激励信号序列。此外,该器件在原型验证系统中扮演重要角色,尤其是在ASIC或SoC设计前期,工程师使用XC3164A-5PC84C来模拟目标芯片的行为,验证算法正确性与系统架构可行性。在教育领域,由于其结构清晰、开发资料丰富,XC3164A-5PC84C成为许多高校电子工程专业开设FPGA课程的理想教学平台,帮助学生理解可编程逻辑的基本原理与实践方法。尽管目前已逐渐被新型低成本FPGA替代,但在一些老旧设备维护、备件替换和技术升级项目中仍有实际需求。

替代型号

XC3164AL-5PC84C
  XC3164A-6PC84C
  XC3164-5PC84
  XC3164A-5TQ100C

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