时间:2025/10/30 22:13:24
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XC3190-3PC84C是Xilinx公司推出的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)芯片,属于XC3100系列的高端型号之一。该芯片于20世纪90年代初发布,是早期商用FPGA产品中的重要代表,广泛应用于通信、工业控制、测试设备和原型验证系统中。XC3190采用互补金属氧化物半导体(CMOS)制造工艺,具备高逻辑密度和灵活的可编程架构,能够实现复杂的数字逻辑功能。其封装形式为84引脚塑料有引线芯片载体(PLCC),适用于表面贴装技术,便于在多种电路板设计中集成。该器件支持用户现场配置,通过外部配置存储器或下载电缆加载编程数据,具备良好的设计灵活性和快速上市优势。XC3190-3PC84C中的“-3”表示其速度等级为最快的商业级选项,典型输入到输出延迟低至5ns左右,适合对时序要求较高的应用场合。此外,该芯片工作电压为5V,兼容TTL/CMOS电平,方便与外围器件接口连接。尽管随着技术进步,该型号已被更先进的FPGA所取代,但在一些遗留系统维护、教育研究及复古电子项目中仍具有一定的使用价值和参考意义。
型号:XC3190-3PC84C
制造商:Xilinx
系列:XC3100
逻辑单元数量:约9,000个可用门
最大系统门数:190,000门
触发器数量:约576个
可编程逻辑块(CLB)数量:72个
I/O引脚数量:68
封装类型:84-pin PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)
工作电压:5V ± 10%
工作温度范围:0°C 至 70°C(商业级)
速度等级:-3(最快商业级)
典型输入到输出延迟(tPD):5ns
配置方式:串行PROM、并行加载或JTAG在线编程
配置电压:5V
编程技术:基于静态RAM查找表结构
XC3190-3PC84C采用Xilinx经典的基于查找表(LUT)的FPGA架构,每个可配置逻辑块(CLB)由多个查找表和触发器组成,能够实现组合逻辑和时序逻辑功能。其核心由72个CLB构成,每个CLB包含两个逻辑单元,每个单元具备一个3输入查找表和一个可旁路触发器,支持丰富的逻辑函数生成能力。芯片内部通过可编程互连资源连接各个CLB和I/O模块,提供高度灵活的布线能力,允许用户实现复杂的多级逻辑网络。该器件支持全静态操作,无最小时钟频率限制,可在低功耗待机模式下保持数据完整性。其I/O结构支持双向传输,并可通过内部上拉电阻配置为开漏输出,兼容多种外围接口标准。XC3190-3PC84C具备JTAG边界扫描测试功能(符合IEEE 1149.1标准),便于系统级调试和生产测试,提高了开发效率和可靠性。该芯片采用SRAM工艺制造,配置数据掉电后丢失,因此需要外接非易失性存储器(如Xilinx XC1700系列PROM)在每次上电时自动加载配置信息。其-3速度等级确保了在高频应用场景下的稳定运行,典型性能可达80MHz以上系统时钟频率。此外,该器件支持热插拔能力有限,在电源建立完成前需保证输入信号处于安全电平范围,防止闩锁效应。Xilinx为该系列提供了完整的开发工具链支持,包括Foundation Series软件、逻辑综合工具和仿真环境,便于进行原理图输入或HDL(如Verilog/VHDL)设计输入、综合、布局布线及时序分析。尽管集成度和功耗比不及现代FPGA,但其架构清晰、时序可预测性强,曾被广泛用于教学实验平台和早期数字系统原型开发。
XC3190-3PC84C还具备较强的抗干扰能力和稳定性,在工业环境下表现出良好的鲁棒性。其PLCC封装便于返修和手工焊接,适合中小批量生产。由于该芯片已停产多年,目前主要依赖二手市场或库存渠道获取,但在某些特定维修场景中仍不可或缺。
XC3190-3PC84C曾广泛应用于多个技术领域,尤其是在20世纪90年代的数字系统设计中扮演了关键角色。在通信设备中,它被用于实现协议转换器、数据复用/解复用逻辑、接口桥接(如UART扩展、并串转换)等功能模块,常见于早期的路由器、交换机和调制解调器设计中。在工业自动化领域,该芯片用于构建可编程逻辑控制器(PLC)的核心逻辑单元,执行定时控制、计数、状态机等任务,支持多路数字量输入输出管理。测试与测量仪器也大量采用该器件,例如逻辑分析仪、信号发生器和自动测试设备(ATE),利用其可重构特性快速适配不同测试需求。在科研和教育方面,XC3190因其架构开放、开发工具成熟,成为高校电子工程专业FPGA教学的重要平台,帮助学生理解数字逻辑设计、时序分析和硬件描述语言的实际应用。此外,该芯片也被用于军事和航空航天领域的部分非关键子系统中,特别是在对辐射不敏感且需要长期供货保障的应用中,得益于其成熟的工艺和稳定的供货历史。在计算机外围设备中,如打印机控制器、硬盘接口适配器等,XC3190实现了专用控制逻辑的灵活定制。虽然当前已被Artix、Kintex、Zynq等新型FPGA取代,但在老旧设备维护、系统升级替代和文化遗产级电子产品修复中,XC3190-3PC84C仍然具有现实意义。其设计理念影响了后续FPGA的发展方向,是现代可编程逻辑器件演进过程中的重要里程碑之一。
XC3195A-3PC84C
XC3190A-3PC84C
Spartan-XL系列兼容型号如Spartan-XL3190