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XC3190A-4TQ176I 发布时间 时间:2025/10/30 4:29:14 查看 阅读:14

XC3190A-4TQ176I是Xilinx公司推出的早期FPGA(现场可编程门阵列)器件,属于XC3100A系列的高端型号。该芯片采用先进的CMOS工艺制造,具备较高的逻辑密度和灵活性,适用于需要中等规模逻辑集成的复杂数字系统设计。XC3190A系列在20世纪90年代中期推出,是Xilinx在可编程逻辑领域的重要产品之一,为后续FPGA的发展奠定了基础。该器件封装形式为176引脚薄型四边扁平封装(TQFP),工业级温度范围(-40°C至+85°C),适合在严苛环境下运行。XC3190A-4TQ176I中的“-4”表示其典型传播延迟为4ns,属于该系列中速度较快的等级,适用于对时序要求较高的应用场合。作为基于查找表(LUT)架构的FPGA,XC3190A支持用户自定义逻辑功能,可通过标准开发工具链进行配置和编程,并支持多次擦写,极大提升了设计的灵活性与迭代效率。

参数

型号:XC3190A-4TQ176I
  制造商:Xilinx
  系列:XC3100A
  逻辑单元数量:约9,000个等效门
  系统门数:90,000门
  触发器数量:约576个
  块RAM容量:无专用块RAM
  I/O引脚数:144
  封装类型:176-TQFP
  工作电压:5V ± 5%
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  最大时钟频率:约80 MHz(取决于设计)
  传播延迟(tpd):4ns
  配置方式:串行或并行主从配置
  编程技术:SRAM-based,需外部配置存储器
  是否支持热插拔:不支持
  电源需求:单一5V供电

特性

XC3190A-4TQ176I采用了Xilinx经典的LC(Logic Cell)架构,每个逻辑单元包含一个4输入查找表(LUT)、一个可配置寄存器以及多路复用逻辑,能够实现任意4输入布尔函数。该器件由多个逻辑块(Logic Blocks)组成,每个块包含多个逻辑单元,并通过可编程互连资源连接,形成高度灵活的布线网络。这种基于网格的互连结构允许信号在芯片内部高效路由,尽管与现代FPGA相比其布线延迟较高,但在当时已显著优于传统门阵列方案。
  该芯片支持多种全局时钟资源,提供低偏移的时钟分配网络,有助于提升同步电路的性能和稳定性。此外,XC3190A具备可编程I/O引脚,支持多种输出驱动强度和输入迟滞设置,增强了与外部器件的兼容性。I/O引脚支持5V TTL/CMOS电平,便于与当时的主流数字电路无缝对接。
  由于采用SRAM工艺,XC3190A-4TQ176I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PROM或Flash)进行上电自动加载。这一特性虽然增加了系统复杂度,但也带来了设计更新便捷的优势,非常适合原型开发和小批量生产场景。
  XC3190A系列支持Xilinx Foundation Series等早期EDA工具进行综合、布局布线和仿真,开发者可通过原理图或硬件描述语言(如Verilog/VHDL)进行设计输入。该器件还支持边界扫描测试(IEEE 1149.1 JTAG标准),便于PCB级调试和生产测试,提高了系统的可维护性。
  尽管该芯片没有内置乘法器或DSP模块,也不支持片上处理器核,但其高逻辑密度和灵活的架构使其成为当时通信接口转换、状态机控制、数据路径管理等应用的理想选择。其工业级版本(后缀I)确保了在恶劣环境下的长期稳定运行,广泛应用于工业自动化、电信基础设施和军事电子系统中。

应用

XC3190A-4TQ176I主要用于20世纪90年代中后期的中等复杂度数字系统设计,尤其适用于需要灵活逻辑控制和接口适配的嵌入式系统。典型应用包括通信设备中的协议转换器,例如将E1/T1线路接口转换为并行数据总线,或实现HDLC帧处理逻辑。其高I/O数量和可编程特性使其非常适合构建通用接口桥接电路,连接不同标准的微处理器、DSP与外围设备,如FIFO控制、地址译码和总线仲裁逻辑。
  在工业控制领域,该器件常用于实现复杂的时序控制和状态机逻辑,例如PLC(可编程逻辑控制器)中的核心控制单元,或运动控制系统中的脉冲分配与反馈处理模块。其工业级温度特性确保在工厂环境中可靠运行,即使在电磁干扰较强或温度波动较大的情况下也能保持稳定性能。
  此外,XC3190A-4TQ176I也被广泛用于原型验证平台,作为ASIC设计前期的功能验证载体。工程师可在FPGA上实现目标电路逻辑,进行实际测试后再投入流片,从而大幅降低开发风险和成本。在科研和教育机构中,该器件曾被用于数字系统教学实验平台,帮助学生理解FPGA架构和硬件描述语言的实际应用。
  在军事和航空航天领域,尽管其工艺节点较老,但由于其经过长期验证的可靠性,仍被用于某些老旧系统的维护与替换。例如,在雷达信号预处理、加密设备逻辑控制或航天器遥测数据格式化等任务中,XC3190A提供了足够的逻辑资源和确定性行为,满足特定应用场景的需求。随着技术进步,这些应用大多已被更先进的FPGA取代,但在备件更换和系统延寿项目中仍有使用价值。

替代型号

XC3195A-4TQ176I
  XC4010XL-4TQ176I
  XC4013E-4TQ176I

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