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XC3190A-4PC84C 发布时间 时间:2025/12/26 13:10:26 查看 阅读:14

XC3190A-4PC84C是Xilinx公司推出的早期现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于XC3100系列中的高性能成员。该系列是Xilinx在20世纪90年代初推出的重要FPGA产品线,采用CMOS静态配置技术,为当时的数字逻辑设计提供了高度灵活的可编程解决方案。XC3190A作为该系列中规模较大的型号之一,适用于需要大量逻辑单元和中等复杂度控制逻辑的应用场景。其后缀“-4PC84C”具体指明了该器件的速度等级、封装类型和工作温度范围:其中“-4”表示该器件的典型建立时间为4.5ns,“PC84”代表其采用84引脚的PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)封装形式,而“C”则表明其为商业级温度范围(0°C至70°C),适用于非工业严苛环境下的应用。
  该芯片基于查找表(LUT)架构,每个逻辑模块由多输入查找表构成,支持组合逻辑与寄存器逻辑的灵活配置。XC3190A通过外部配置存储器或系统控制器加载配置数据,实现用户自定义的数字电路功能。由于其较早的发布年代,XC3190A-4PC84C目前已被广泛认为是过时(obsolete)器件,Xilinx官方已停止生产,并被后续更先进的Spartan、Virtex等系列所取代。然而,在一些老旧设备维护、军用系统升级或学术研究项目中,仍可能遇到该型号的应用需求。

参数

型号:XC3190A-4PC84C
  制造商:Xilinx
  系列:XC3100
  逻辑单元数量:约9000个可用门(equivalent gate count)
  系统门密度:约9万系统门
  查找表(LUT)数量:约600个
  触发器数量:约600个
  I/O引脚数:68
  最大用户I/O:68
  速度等级:-4(典型建立时间4.5ns)
  封装类型:PLCC-84
  封装形式:84引脚塑料有引线芯片载体
  工作温度范围:0°C 至 70°C
  温度等级:商业级(C)
  电源电压:5.0V ± 10%
  配置方式:串行或并行加载
  配置存储器支持:XC1700系列等
  制造工艺:CMOS静态技术

特性

XC3190A-4PC84C具备多项在当时具有领先意义的技术特性,使其成为90年代中期数字系统设计的重要选择。首先,该器件采用基于SRAM的静态配置结构,允许无限次重新编程,极大提升了设计灵活性和调试效率。与传统的专用集成电路(ASIC)相比,XC3190A显著缩短了产品开发周期,并降低了原型验证成本。其内部逻辑块由多个可配置逻辑单元(CLB)组成,每个CLB包含多个查找表(LUT)和可编程触发器,支持组合逻辑函数生成、状态机实现以及同步/异步时序控制等多种功能。此外,器件内部提供全局时钟网络和多个本地时钟资源,支持多时钟域设计,有助于降低时钟偏移和抖动问题,提升系统稳定性。
  其次,XC3190A-4PC84C支持多种I/O电平标准,主要兼容TTL和5V CMOS电平,便于与当时的外围器件直接接口,无需额外电平转换电路。所有I/O引脚均可独立配置为输入、输出或双向模式,并支持三态控制,增强了与其他逻辑器件的互操作性。器件还具备上电自动配置功能,可通过连接Xilinx的专用配置PROM(如XC1765)实现上电即运行,适用于嵌入式控制系统。此外,该FPGA支持边界扫描测试(Boundary Scan),符合IEEE 1149.1 JTAG标准,便于进行板级测试和故障诊断,提高生产测试覆盖率。
  在功耗管理方面,XC3190A虽然基于5V供电,相对现代低电压器件功耗较高,但其内部逻辑优化和静态CMOS工艺仍能在同类产品中保持较低的静态功耗水平。对于动态功耗,设计者可通过时钟使能、局部逻辑休眠等方式进行优化。尽管其集成度无法与现代FPGA相比,但在当时,XC3190A的大规模逻辑容量使其能够实现复杂的控制器、数据路径、通信协议处理等功能,广泛应用于工业控制、通信接口转换、原型验证平台等领域。

应用

XC3190A-4PC84C曾广泛应用于多个工业和技术领域,尤其是在20世纪90年代至21世纪初的电子系统中发挥重要作用。其主要应用场景包括工业自动化控制系统,例如PLC扩展模块、运动控制器和传感器接口单元,利用其可重构逻辑实现定制化的输入输出处理与时序控制。在通信领域,该器件用于实现协议转换器、串行通信接口(如RS-232/RS-485)、HDLC编码解码器以及早期局域网桥接设备,因其灵活性高,适合应对多变的通信标准需求。此外,在计算机外设和接口卡设计中,XC3190A常被用于实现ISA或PCI总线接口逻辑、DMA控制器以及存储器仲裁电路,协助主处理器完成高速数据传输任务。
  在科研与教育领域,XC3190A因其结构清晰、开发工具相对成熟(如XACT软件套件),被许多高校和研究机构用于数字逻辑课程教学、FPGA原理实验和可重构计算研究。同时,在军事和航空航天领域的某些老旧系统中,由于生命周期长、替换成本高,至今仍有部分设备使用该型号进行维护和备件替换。此外,它也常见于原型验证平台,作为ASIC设计前的功能验证载体,帮助工程师快速迭代逻辑设计。尽管目前已停产,但在维修、逆向工程和历史设备复原项目中,XC3190A-4PC84C仍具有一定实用价值。

替代型号

XC2S100E-6FT256C
  XC3S50-4PQ100C
  XC6SLX9-3FTG256C

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