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XC3S50A-5TQ144C 发布时间 时间:2025/10/30 15:09:56 查看 阅读:14

XC3S50A-5TQ144C是Xilinx公司推出的一款基于现场可编程门阵列(FPGA)的集成电路,属于其广受欢迎的Spartan-3A系列。该器件采用先进的90纳米工艺技术制造,旨在为成本敏感型应用提供高性能逻辑实现能力。XC3S50A-5TQ144C封装形式为144引脚薄型四边扁平封装(TQFP),适用于空间受限但需要一定可编程逻辑资源的设计场景。作为Spartan-3A系列中的中低端型号,它在消费电子、工业控制、通信接口、嵌入式系统以及教育科研等领域得到了广泛应用。该芯片内置非易失性配置存储器支持主从模式启动,可通过多种方式(如JTAG、SPI闪存等)进行编程和配置,具备良好的设计灵活性与可扩展性。此外,XC3S50A系列还增强了对低功耗操作的支持,在保持较高性能的同时有效降低系统整体能耗,适合电池供电或绿色节能要求较高的设备使用。Xilinx为其提供了完整的开发工具链支持,包括ISE Design Suite,用户可以利用硬件描述语言(如VHDL或Verilog)完成从设计输入到综合、实现、仿真直至下载验证的全流程开发工作。

参数

型号:XC3S50A-5TQ144C
  制造商:Xilinx(现属AMD)
  系列:Spartan-3A
  逻辑单元数:约50,000个系统门
  可用逻辑单元(Slice):936个
  DSP切片数量:4个
  块RAM总量:72KB(共18块×4KB)
  I/O引脚数:100个(最大)
  封装类型:TQFP-144
  工作温度范围:0°C 至 85°C(商业级)
  电源电压:核心电压1.2V,I/O电压支持3.3V、2.5V、1.8V等多种标准
  速度等级:-5(表示最快传播延迟)
  配置方式:支持主串、从并、SPI、BPI及JTAG模式

特性

XC3S50A-5TQ144C具备多项先进特性,使其成为中低端FPGA市场中的理想选择之一。首先,该器件采用了90nm CMOS工艺,显著提升了集成度并降低了功耗,同时通过优化内部架构实现了更高的运行频率和更优的时序性能。其内部包含丰富的可编程逻辑资源,包括多达936个Configurable Logic Blocks(CLB),每个CLB由多个Slice组成,能够高效实现组合逻辑与时序逻辑功能。此外,芯片集成了18个独立的4KB Block RAM模块,总容量达72KB,可用于构建片上缓存、数据缓冲区或小型存储器系统,尤其适用于图像处理、通信协议栈等需要临时存储的应用场合。
  另一个关键特性是其强大的I/O灵活性与电气兼容性。XC3S50A-5TQ144C支持多种I/O标准,包括LVCMOS、LVTTL、PCI、HSTL等,允许其直接连接不同电平的外围器件而无需额外电平转换电路,从而简化系统设计并降低成本。所有I/O均具备可编程驱动强度与上拉/下拉电阻配置功能,有助于提高信号完整性并适应不同的布线环境。在安全性方面,该芯片支持加密比特流配置和读出保护机制,防止知识产权被非法复制或逆向工程。
  该FPGA还内置了数字时钟管理模块(DCM),可实现时钟去抖、频率合成、相位调整和零延迟缓冲等功能,极大增强了时钟网络的可控性和稳定性。对于需要多时钟域协同工作的复杂系统而言,这一特性至关重要。此外,Spartan-3A系列引入了System Monitor功能,可实时监测芯片内部温度和供电电压,帮助系统实现动态功耗管理和故障预警。配合Xilinx ISE软件工具,开发者可以获得完整的综合、布局布线、时序分析与调试能力,极大缩短产品开发周期。

应用

XC3S50A-5TQ144C广泛应用于多个工业和技术领域,特别适合那些需要一定可编程逻辑规模但对成本较为敏感的应用场景。在工业自动化领域,该芯片常用于PLC控制器、运动控制卡、传感器信号调理模块以及人机界面(HMI)设备中,凭借其高可靠性和灵活的I/O配置能力,能够快速适配各种现场总线接口标准(如CAN、RS-485、Modbus等)。在消费类电子产品中,它被用于视频采集与显示转换器、USB桥接器、智能家居网关等设备,实现协议转换、逻辑控制与时序协调功能。
  通信基础设施中,XC3S50A-5TQ144C可用于实现小型基站中的接口逻辑、以太网MAC层处理、光模块控制等任务。由于其支持多种I/O标准和足够的逻辑资源,非常适合构建定制化的通信协处理器。在医疗设备领域,该芯片可用于便携式监护仪、超声波成像前端控制、数据采集系统等,满足对稳定性和实时性的严格要求。
  此外,该器件也是教学与科研项目的理想平台。许多高校和培训机构将其用于数字逻辑设计、嵌入式系统课程实验和FPGA入门教学,学生可以通过实际动手操作掌握硬件描述语言编程、时序约束设置、IP核调用等关键技术。得益于Xilinx完善的文档支持和社区资源,初学者也能较快上手。同时,该芯片还可用于原型验证系统(prototyping platform),协助工程师在ASIC设计前进行功能验证与算法测试。

替代型号

XC3S50A-4TQ144C
  XC3S50-5FT256C
  XCR3128A-10VQ100C

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XC3S50A-5TQ144C参数

  • 产品培训模块Extended Spartan 3A FPGA Family
  • 标准包装60
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Spartan®-3A
  • LAB/CLB数176
  • 逻辑元件/单元数1584
  • RAM 位总计55296
  • 输入/输出数108
  • 门数50000
  • 电源电压1.14 V ~ 1.26 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度0°C ~ 85°C
  • 封装/外壳144-LQFP
  • 供应商设备封装144-TQFP(20x20)