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XC4006E-4PG156I 发布时间 时间:2025/10/31 4:23:16 查看 阅读:22

XC4006E-4PG156I是Xilinx公司生产的基于可编程门阵列(FPGA)技术的集成电路芯片,属于Xilinx早期的XC4000E系列。该系列于20世纪90年代推出,是业界较早实现高密度逻辑集成的FPGA产品之一,广泛应用于通信、工业控制、测试设备和原型验证系统中。XC4006E采用CMOS静态配置工艺,具有可重构的逻辑块(CLB,Configurable Logic Blocks)、可编程输入/输出模块(IOB)以及灵活的布线资源,支持用户自定义数字电路设计。
  这款芯片的具体型号XC4006E-4PG156I中的“XC”代表Xilinx的CPLD/FPGA产品,“4006E”表示其属于XC4000E系列中的中等规模器件,具备约6,000个可用门单元;“-4”表示其速度等级为4ns引脚到引脚延迟,属于较快的速度级别;“PG156”指该器件采用156引脚塑料四边形扁平封装(PQFP),便于在标准PCB上焊接与使用;后缀“I”表示该芯片符合工业级温度范围(-40°C至+85°C),适用于较为严苛的工作环境。
  XC4006E-4PG156I通过外部配置存储器(如Xilinx专用的PROM或Flash)进行上电加载配置数据,完成逻辑功能的初始化。它支持多种I/O标准,并可通过JTAG接口实现在线编程与调试。尽管该芯片已被后续更先进的Spartan和Virtex系列所取代,但由于其稳定性与成熟的设计生态,在一些老旧设备维护、教育研究及特定工业系统中仍有应用价值。

参数

型号:XC4006E-4PG156I
  制造商:Xilinx
  系列:XC4000E
  逻辑门数量:约6,000门
  配置类型:SRAM型,需外置配置存储器
  封装类型:156引脚 PQFP(Plastic Quad Flat Package)
  工作电压:5V ± 10%
  速度等级:-4(典型引脚到引脚延迟为4ns)
  工作温度范围:-40°C 至 +85°C
  工艺技术:CMOS Static RAM-based
  I/O引脚数量:116
  CLB数量:具体结构由多个逻辑块组成,包含多个触发器和查找表结构
  配置方式:主串、从并、JTAG等模式
  编程接口:支持IEEE 1149.1 JTAG标准用于边界扫描与在线调试

特性

XC4006E-4PG156I作为Xilinx XC4000E系列的一员,具备高度灵活的可编程架构,其核心由多个可配置逻辑块(CLB)构成,每个CLB包含多个查找表(LUT)、触发器和多路复用器,能够实现组合逻辑与时序逻辑功能。这些CLB通过丰富的片内布线通道互联,允许用户构建复杂的同步状态机、计数器、译码器及其他数字子系统。该芯片采用基于SRAM的配置技术,使得设计可以反复修改与重载,极大提升了开发效率和系统升级能力。同时,其支持多种配置模式,包括主串行、从并行和JTAG模式,方便集成到不同类型的系统中,尤其适合需要现场更新或远程维护的应用场景。
  该器件配备116个可编程I/O引脚,均位于芯片外围,支持TTL和CMOS电平兼容,部分引脚还具备驱动大电流负载的能力。所有I/O均可独立配置为输入、输出或双向模式,并带有可选的上拉/下拉电阻和施密特触发输入功能,增强了对外部噪声干扰的抵抗能力。此外,XC4006E-4PG156I具备良好的电气性能,工作电压为标准5V,符合当时主流数字系统的供电要求,且在宽温范围内保持稳定运行,适合部署于工业控制、仪器仪表等对可靠性要求较高的场合。
  JTAG边界扫描测试功能是该芯片的一大亮点,支持IEEE 1149.1标准,可用于板级测试、故障诊断和在线编程,显著降低了系统调试难度和生产测试成本。虽然该芯片不具备现代FPGA中的嵌入式RAM块或DSP模块,但其基本逻辑资源足以应对中等复杂度的控制逻辑与接口转换任务。整体而言,XC4006E-4PG156I以其成熟的架构、稳定的性能和广泛的工具链支持,在其时代成为许多嵌入式系统设计的首选方案之一。

应用

XC4006E-4PG156I因其可靠的性能和灵活的可编程性,被广泛应用于多个工业和技术领域。在通信设备中,它常用于协议转换器、数据缓冲控制和接口桥接电路,例如将异步串行信号转换为并行总线格式,或实现E1/T1线路接口的成帧控制逻辑。在自动化控制系统中,该芯片用于实现PLC中的逻辑控制单元、电机驱动时序生成以及传感器信号预处理等功能,特别适用于需要定制化时序逻辑的老式工业设备。
  在测试与测量仪器领域,XC4006E-4PG156I常被用作逻辑分析仪、信号发生器或自动测试设备(ATE)中的核心控制芯片,负责协调采样时钟、触发判断和数据打包传输等操作。由于其支持JTAG在线调试,便于在研发阶段进行实时监控与故障排查,因此深受工程师青睐。
  此外,该芯片也广泛用于教育机构的数字逻辑教学实验平台,帮助学生理解FPGA的基本原理、Verilog/VHDL语言编程以及硬件描述语言综合流程。尽管目前已停产并逐步被新型FPGA替代,但在设备维修、备件替换和遗留系统维护中仍具实际价值。航空航天和军事项目中的一些老旧系统也可能仍在使用此类器件,因其经过长期验证、具备较高可靠性。随着Xilinx官方停止对该系列的技术支持,越来越多用户转向兼容替代品或迁移至现代平台进行系统升级。

替代型号

XC4006E-4HQ160I
  XC4010E-4PG156I
  XC4005E-4PG156I

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XC4006E-4PG156I参数

  • 标准包装14
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列XC4000E/X
  • LAB/CLB数256
  • 逻辑元件/单元数608
  • RAM 位总计8192
  • 输入/输出数125
  • 门数6000
  • 电源电压4.5 V ~ 5.5 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳156-BCBGA
  • 供应商设备封装156-CPGA(42.17x42.17)