Xilinx XC3090-70PC84C — Описание и характеристики

📋 Общее описание

XC3090-70PC84C — это программируемая логическая интегральная схема (FPGA) из классической серии XC3000 компании Xilinx. Серия XC3000 была первой коммерчески успешной FPGA-платформой (выпущена в середине 1980-х), построенной на SRAM-технологии с возможностью многократной реконфигурации.

Микросхема XC3090 — самый крупный кристалл в семействе XC3000, предназначенный для реализации цифровой логики средней и высокой сложности: контроллеров, протокольных интерфейсов, DSP-блоков (базовых), шинных мостов, автоматов состояний и т.п.

Расшифровка маркировки XC3090-70PC84C:

| Поле | Значение | |------|----------| | XC | Xilinx CMOS | | 3090 | Модель: семейство 3000, логическая ёмкость ~9000 вентилей | | -70 | Скоростной грейд: задержка 7.0 нс (typical) | | PC | Тип корпуса: Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC) | | 84 | Количество выводов корпуса: 84 | | C | Коммерческий температурный диапазон: 0…+70 °C |

⚙️ Технические характеристики

Логическая ёмкость

• Эквивалентных вентилей: ~9 000
• Configurable Logic Blocks (CLB): 320 (256 внутри + массивы ввода/вывода)
• Триггеров/защёлок: ~1 632
• IOB (Input/Output Blocks): 74 (в корпусе PC84 — до 74 пользовательских I/O)
• Логических ячеек в CLB: 2 × функциональных генератора (FG) + 3 триггера

Ресурсы

| Параметр | Значение | |----------|----------| | CLB матрица | 16 × 20 (2 массива 320 CLB) | | Конфигурационных точек | ~260 000 бит (≈32 КБ) | | Внутренняя разводка | Иерархическая (Long lines, Direct Interconnect, General Purpose) | | Напряжение питания ядра/Vcc | 5.0 В ± 5% | | Потребляемая мощность | ~0.3–1.5 Вт (зависит от дизайна и частоты) |

Производительность

• Скорость системы (грейд -70): до ~70–80 МГц (типовые дизайны внутренней логики)
• Задержка CLB propagation: ~4.5 нс (typ)
• Задержка входа в CLB: ~3.0 нс
• Задержка на IO → IO (через 1 CLB): ~7.0 нс
• Частота переключения триггеров: до ~125 МГц

Электрические параметры

• VCC: 5.0 В ± 5% (диапазон 4.75–5.25 В)
• Логические уровни: TTL/CMOS-совместимые
  • Vih (High): ≥ 2.0 В
  • Vil (Low): ≤ 0.8 В
  • Voh: ≥ 2.4 В (при Iout = -4 мА)
  • Vol: ≤ 0.4 В (при Iout = 8 мА)
• Ioh/Iol выходов: до ±8–12 мА (программируемые, full/limited slew rate)
• Статический ток Icc: ~10–20 мА
• Ток в режиме готовности: н.д. (микроамперы после конфигурации)

Физические параметры

• Корпус: PLCC-84 (Plastic Leaded Chip Carrier), пайка в SMD-сокет или через PLCC-pin
• Рабочая температура: 0 °C ... +70 °C
• Технология: КМОП SRAM
• Промышленная версия аналога: XC3090-XXPC84I (-40...+85 °C)

Конфигурация

• Способ загрузки: из внешней памяти (PROM) или ведущим устройством — Master Serial / Slave Serial / Parallel Peripheral
• Поддерживаемые конфигурационные форматы: Xilinx Serial PROM XC17xx
• Реальное время отсутствует — только при включении питания или по сигналу PROGRAM

🏷️ Партномера семейства XC3090 (аналоги по корпусам)

Градации скорости (-50/-70/-100/-125) — отражают CLB-задержки

Примеры полных номеров для XC3090 (некоммерческих и промверсий):

| Партномер | Корпус | Pins | Скорость | Темпер. | |-----------|--------|------|----------|---------| |XC3090-50PC84C | PLCC | 84 | -50 (10 нс) | Comm | |XC3090-70PC84C | PLCC | 84 | -70 (7 нс) | Comm | |XC3090-100PC84C | PLCC | 84 | -100 (10 нс) | Comm | |XC3090-125PC84C | PLCC | 84 | -125 (12.5 нс) | Comm | |XC3090-70PC84I | PLCC | 84 | -70 | Ind (-40…+85) | |XC3090-100PC84I | PLCC | 84 | -100 | Ind | |XC3090-70PQ160C | PQFP | 160 | -70 | Comm | |XC3090-100PQ160C | PQFP | 160 | -100 | Comm | |XC3090-70PG175C | PGA | 175 | -70 | Comm | |XC3090A-70PC84C | PLCC | 84 | -70 | Comm (улучш. версия «A») | |XC3190-70PC84C | (ближайший, но другой кристалл) PLCC 84 | -70 | Comm | |XC30900-70PC84C | Есть в маркировке X0000 версии | -70 | Comm |

⚠️ Партномера зависят от точной технологии кристалла (I/O опций, граница RC), но для базового XC3090-семейства логика едина.

Керамические / военные версии

• XC3090-70CF84B / CB84B (CeramicQuad, Military «B» MCI)
• XC3090-70CG84M (Military)
• XC309CC... варианты исполнения.

🔄 Совместимые модели

Pin-совместимые в корпусе PC84 (при замене миной):

| Модель | Ёмкость | Примечание | |--------|---------|-----------| | XC3020 | ~2 000 в GPU | только частично pin, зависит от дизайна | | XC3030 | ~3 000→ часто pin-compatible в керамике | | XC3042 | ~4 000 | специальные корпуса | | XC3064 | ~6 000→ | большие варианты PG | | XC3090 | ~9 000 | полно pin-comparative | | XC3100-70PC84 | до 50 000 | ❌ набор контактов иной (next GA поздно стал PLCC) | | XC3195 | масштабнее по ничьему ID, но layout другой |

Для реального plug-to-plug уровня замена на XC3090A и тот-же speed/case возможна практически без вариаций печатной платы. Точную замену необходимо сверить по конфигурационным voltage/pin-матриus в первичном Data Book.

Логически эквивалентные:

• *XC3090A-PC84C — улучшенная ревизия кристалла XC3000A с пониженным энергопотреблением, практически постоянные контакты
• XC3090L — низковольтная «L» power-grade микро(3.3V + 5V-tolerant I/0)
• XCS30 series — старая одина лю́ая логическая эффективность... (в дальнейшем для новых дизайнов используют Spartan/серию)

Замечание по конкурентоспособности:

• Сопоставим с Altera FLEX 8000 (EPF) — но обычно это уже другие speed powers pin counters.
• Прямая оптимальная равноценная совместимость – только сам XC3090 and XC3090A.

⚠️ Практические замечания

1. Устаревшая микросхема (EOL): XC3090 снята с производства (Xilinx → AMD-xелль ниша gone). На сегодня 2024–2025 реальные закупки только вторичный рынок / отреставрированные части (i.e., он чип на базе ~386/486 eras).
2. Конфигурационная PROM — ищите XC1736 / XC1765 / XC17128 (серия 17xx), или память 27C/28C с булевым .bit-file.
3. Использовать инструмент для программирования XC30xx крайне староe ПО – XACT, XACTstep, Wake; современные среды только у "родного mini-coнабора" (Win 9x/xp, platform cables: SPI—parallel III cable, Xesx+ J-see headers).
4. Суффикс «C» — коммерческий, готов допуск с корпуса пайкой at +225…+245 (P b free плюс крепежей plcc не особ); во время fan размятая опа опасность — плачиваь SMD.
5. Маркировка «70» для speed, без путать микчип 8 Bit, 700 номинал не допустим.

Если вам нужно — могу составить топологическую таблицу IO pin PC84 (bloc count), со стандартным цоколеобразным ориентированием чип-реверс, формулы того C-rate, как считать текущую частоту, или список datasheet даты по отдельным версием годам.