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XC3190-5PC84C 发布时间 时间:2025/10/30 15:09:45 查看 阅读:15

XC3190-5PC84C是Xilinx公司早期推出的一款基于SRAM工艺的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于Xilinx XC3000系列中的高端型号。该系列于20世纪90年代初发布,是Xilinx最早实现大规模逻辑集成和可重构架构的FPGA之一。XC3190-5PC84C中的“XC”代表Xilinx的CMOS产品,“3190”表示其逻辑容量等级,拥有高达9000个可用门,适用于中等复杂度的数字逻辑设计。“-5”表示其速度等级,即器件的典型传播延迟为5ns,属于该系列中较快的版本。“PC84C”指明了封装形式为84引脚PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier),C代表商业级温度范围(0°C至70°C)。
  该芯片采用静态RAM配置技术,因此在每次上电时需要通过外部配置存储器(如PROM或EEPROM)加载配置数据。其内部结构由可配置逻辑块(CLB - Configurable Logic Blocks)、输入/输出模块(IOB - Input/Output Blocks)以及可编程互连资源组成。每个CLB包含多个查找表(LUT)和触发器,能够实现组合逻辑和时序逻辑功能。IOB支持多种I/O标准,并可通过软件设置驱动强度、上拉/下拉电阻等功能。
  XC3190-5PC84C广泛应用于通信设备、工业控制、原型验证系统以及早期的数字信号处理系统中。由于其可重编程特性,在研发阶段特别受欢迎,允许工程师快速迭代设计而无需更换硬件。尽管该器件已被后续更先进的FPGA系列(如Spartan、Virtex等)所取代,但在一些老旧设备维护、教育演示或特定遗留系统中仍具有一定的使用价值。

参数

型号:XC3190-5PC84C
  制造商:Xilinx
  系列:XC3000
  逻辑门数:约9000门
  可配置逻辑块(CLB)数量:190个
  输入/输出块(IOB)数量:68个
  引脚数:84
  封装类型:PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)
  工作电压:5V ± 5%
  速度等级:-5(典型传播延迟5ns)
  工作温度范围:0°C 至 +70°C(商业级)
  制造工艺:CMOS SRAM
  配置方式:串行主从模式,支持从PROM加载
  最大系统时钟频率:约50MHz(取决于设计)
  功耗:典型值约500mW(视使用情况而定)

特性

XC3190-5PC84C具备高度灵活的可编程逻辑架构,其核心由190个可配置逻辑块(CLB)构成,每个CLB包含两个逻辑单元,每个单元由一个3输入查找表(LUT)、一个D型触发器、多路复用器和控制电路组成。这种结构使得该器件能够高效实现复杂的组合与时序逻辑功能,支持布尔函数生成、状态机实现以及计数器、寄存器等常见数字电路模块的设计。所有CLB之间通过丰富的可编程互连矩阵连接,提供了高度的布线灵活性,允许用户自定义信号路径,从而优化性能和资源利用率。
  该器件的输入/输出块(IOB)共68个,支持双向传输,并可独立配置为输入、输出或三态模式。每个IOB包含输入寄存器、输出寄存器和输出使能控制,支持同步或异步操作。此外,IOB还提供可编程的上拉/下拉电阻、驱动强度调节和边沿速率控制,增强了与外部器件的兼容性和抗干扰能力。这些特性使其适用于多种接口标准,包括TTL和CMOS电平兼容。
  作为SRAM型FPGA,XC3190-5PC84C具有非永久性配置特性,断电后配置信息丢失,因此必须搭配外部非易失性存储器(如Xilinx的XC1700系列PROM)进行自动配置。支持多种配置模式,包括主串行、从串行和从并行模式,便于系统集成。配置过程通常在上电后几十毫秒内完成,之后器件即可正常运行。
  XC3190-5PC84C支持在线重配置,允许动态更改部分逻辑功能,适用于需要灵活调整逻辑行为的应用场景。同时,它兼容Xilinx ISE Design Suite的早期版本(如Foundation Series),支持原理图输入、HDL(Verilog/VHDL)设计输入、综合、布局布线和时序分析,开发流程成熟且工具链完善。虽然其密度和性能无法与现代FPGA相比,但在当时代表了先进的可编程逻辑技术水平,是学习FPGA架构和数字系统设计的良好平台。

应用

XC3190-5PC84C曾广泛应用于多个技术领域,尤其是在20世纪90年代中后期的电子系统设计中扮演了重要角色。在通信领域,它被用于实现协议转换器、数据缓冲器、接口适配器(如UART、SPI、I2C等)以及帧同步和位流处理电路,适用于电信设备、网络桥接器和调制解调器中。其可编程特性使得厂商可以快速响应不同通信标准的需求变化,缩短产品上市周期。
  在工业自动化与控制系统中,该器件常用于构建可编程逻辑控制器(PLC)的核心逻辑、电机控制时序生成、传感器信号预处理以及人机界面(HMI)逻辑管理。由于其高可靠性与稳定的工作性能,适合部署在工厂环境下的实时控制任务中。
  此外,XC3190-5PC84C也广泛用于数字信号处理(DSP)原型系统中,例如实现滤波器、编码器/解码器、FFT辅助逻辑等固定功能模块。虽然不具备专用DSP单元,但通过LUT和寄存器的组合仍可构建高效的并行处理结构。
  在教育和科研领域,该芯片被许多高校用作教学实验平台,帮助学生理解FPGA架构、硬件描述语言(HDL)编程、数字系统设计流程和时序约束等关键概念。其相对简单的内部结构比现代复杂FPGA更易于掌握,适合入门级和中级课程。
  另外,该器件也被用于军事和航空航天领域的旧型号设备中,执行特定的接口逻辑或冗余控制功能。尽管目前已停产,但在系统升级或备件替换时,仍有需求用于维修和维护原有设备。

替代型号

XC3195-5PC84C
  XC3190-7PC84C
  XC3190-4PC84C

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