Microsemi (Actel) A54SX72A-1PQ208I — Описание и характеристики

Общее описание

A54SX72A-1PQ208I — это FPGA (field-programmable gate array) семейства SX-A от компании Actel (позже приобретена Microsemi, ныне часть Microchip Technology). Это антипредохранительная ( antifuse-based ) ПЛИС, относящаяся к классу высоконадёжных reprogrammable-once FPGA, широко применявшихся в военной, аэрокосмической, телекоммуникационной и промышленной аппаратуре.

Семейство SX-A было разработано как усовершенствованная версия SX с улучшенной архитектурой Sea of Gates™, повышенным быстродействием и сниженным энергопотреблением. Antifuse-технология обеспечивает однократное программирование, устойчивость к радиации и невозможность считывания конфигурации — что делает эти ПЛИС популярными в защищённых и ответственных приложениях.

Технические характеристики A54SX72A-1PQ208I

| Параметр | Значение | |---|---| | Производитель | Microsemi / Actel (сейчас Microchip) | | Серия | SX-A | | Тип логики | Antifuse FPGA (однократно программируемая) | | Эквивалентных логических ячеек | ~72 000 (лексемы/типовые вентили) | | Системных вентилей | 108 000 | | Логических модулей (S-Module) | 6 036 | | Триггеров/регистров | ~2 988 | | Ячеек I/O (пользовательских) | до 360 (в зависимости от корпуса) | | Максимальное число I/O в PQ208 | 175 | | Встроенной RAM | отсутствует (нет блочной памяти) | | Умножители | отсутствуют | | Напряжение ядра (Vcc) | 2,5 В | | Напряжение I/O (Vcci) | 2,5 В / 3,3 В / 5 В (толерантные) | | Корпус | PQFP-208 (Plastic Quad Flat Pack, 208 выводов) | | Рабочая температура | –40 °C … +85 °C (Industrial) | | Скоростной класс | –1 (стандартный/быстрый) | | Логических уровней | до 4-входовых | | Тактовая частота (типов.) | до 250–320 МГц (в зависимости от пути) | | Задержка вентиля | ~0,9 нс (тип.) | | Мощность (тип.) | ~0,3 мВт/МГц на вентиль | | Конфигурация | antifuse, запись программатором | | Поддержка JTAG | Да (граничное сканирование IEEE 1149.1) |

⚠️ Точные значения эквивалентных вентилей и быстродействия зависят от версии datasheet. Для проектирования рекомендуется использовать актуальную документацию Microchip.

Ключевые особенности

• Antifuse-технология — однократное программирование, высокая защита IP.
• Низкое энергопотребление — значительно ниже, чем у SRAM-based FPGA того поколения.
• Высокая радиационная стойкость — применялись в космосе и военной технике.
• Мультиплексированные I/O банки с поддержкой混合ных напряжений.
• 5В-толерантные входы (при соответствующем Vcci).
• Встроенный JTAG для тестирования и программирования.
• Малый размер кристалла и высокая плотность упаковки.

Партномера (Part Numbers) семейства A54SX72A

Полный партномер строится так: A54SX72A-[speed][package][temp]

По типу корпуса

| Партномер | Корпус | Кол-во I/O | Примечание | |---|---|---|---| | A54SX72A-1PQ208I | PQFP-208 | 175 | Industrial, –1 speed | | A54SX72A-1PQ208 | PQFP-208 | 175 | Commercial | | A54SX72A-2PQ208I | PQFP-208 | 175 | Industrial, –2 speed | | A54SX72A-1FGG256I | FBGA-256 | 203 | Fine-pitch BGA | | A54SX72A-2FGG256I | FBGA-256 | 203 | Industrial | | A54SX72A-1TQ176 | TQFP-176 | 147 | Commercial | | A54SX72A-1TQ176I | TQFP-176 | 147 | Industrial | | A54SX72A-1BG432 | PBGA-432 | 360 | Большое кол-во I/O |

Также существуют суффиксы:

• «I» — Industrial (–40…+85 °C)
• «M» — Military (–55…+125 °C), часто с сертификацией QML
• «A» / «ES» — aerospace / engineering samples
• скорость: –1 (быстрая), –2 (стандартная), –3 (медленная экономичная)

Пример военного партномера: A54SX72A-1PQ208M или A54SX72A-2BG432M (QML-класс).

Совместимые модели и аналоги

Pin-to-pin и функционально совместимые представители той же серии SX-A:

• A54SX08A — меньше логики (8K)
• A54SX16A — 16K
• A54SX32A — 32K
• A54SX72A — 72K (рассматриваемый)
• В серию входят также корпуса серии A54SX (базовая, без буквы A) — но с ограничениями по скорости.

Предшественник / прообраз:

• A54SX72 (базовая SX, без «A») — совместим по архитектуре, но медленнее.

Возможные современные замены (НЕ pin-to-pin):

• Microchip RTG4 / PolarFire — рекомендованные сегодня для новых разработок.
• Microsemi ProASIC3 / ProASIC3E / ProASICPLUS (APA) — reprogrammable Flash FPGA, часто используются как замена с переносом проекта.
• Xilinx Spartan-3 / Spartan-6 или Intel Cyclone Series — при перепроектировании.
• A3P250 / A3P400 / A3P1000 (ProASIC3) — быстрый апгрейд по проекту в среде Libero.

Программаторы:

• FlashPro / FlashPro3 / FlashPro Express
• Silicon Sculptor (BP Microsystems) — для antifuse
• Activator / Silicon Explorer — тестирование внутренних узлов

САПР:

• Actel Libero IDE (устаревшая, версии до 9.x)
• Libero SoC (для новейших серий)
• Synplify / Synplify Pro (поддержка моделей SX-A)
• ModelSim / VHDL / Verilog для верификации.

Области применения

• Космические и военные системы (радиационно-стойкие решения)
• Авионика (страховка от single-event upset)
• Телекоммуникационные коммутаторы, интерфейсы
• Медицинское оборудование
• Промышленная автоматика
• Приборы с защитой интеллектуальной собственности (dёug-protection)

Важные замечания

1. Antifuse-технология — однократное программирование. Нельзя перепрограммировать.
2. В производственных спецификациях важно учитывать класс корпуса, температуру и скорость (суффиксы после A54SX72A-).
3. Серия SX-A постепенно снимается с производства (NRND/End-of-Life), рекомендуется переход на ProASIC3 / PolarFire / RTG4.
4. Для режима «I» рабочая температура –40…+85 °C; для «M» — –55…+125 °C с сертификацией MIL-PRF-38535 QML.
5. Значения пропускной способности цифровых интерфейсов обычно ограничены ~200–250 МГц в зависимости от условий.

Если нужно, могу:

• прислать таблицу всех доступных партномеров только с указанными суффиксами и площадями корпуса;
• сравнить A54SX72A с AX2000 или ProASIC3 по миграции проекта;
• дать рекомендуемые радиационно-стойкие альтернативы (RTG4, RTAX-S).