Xilinx XC3064L-8TQ144C — Описание и характеристики

Общее описание

XC3064L-8TQ144C — это FPGA ( field-programmable gate array, программируемая пользователем вентильная матрица) из семейства Xilinx XC3000L, выпускавшаяся компанией Xilinx (ныне — подразделение AMD). Семейство XC3000 было одним из первых массовых FPGA на рынке и относится к классическому поколению ПЛИС с SRAM-конфигурацией.

• XC3064 — обозначение логической ёмкости (примерно 64 тыс. логических вентилей условно, реальная эквивалентная логика — до ~6 500 логических ячеек).
• L — низковольтная (Low-voltage) версия с питанием ядра 3.3 В (в отличие от 5 В у обычных XC3000).
• -8 — скоростной грейд (speed grade). У Xilinx XC3000 чем меньше число, тем выше быстродействие: -8 быстрее, чем -10, -12 и т.д.
• TQ144 — тип корпуса: TQFP (Thin Quad Flat Pack) на 144 вывода.
• C — коммерческий температурный диапазон (0…+70 °C).

Микросхема конфигурируется через внешнюю память (PROM/Flash/микроконтроллер) или в режиме Slave Serial / Master Serial / Boundary Scan. Конфигурация хранится в SRAM, поэтому требуется перезагрузка при каждом включении.

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | Xilinx XC3000L | | Тип | SRAM-based FPGA | | Эквивалентные вентили | ~6 500 (по логическим блокам); заводская классификация «64 K» | | Логические блоки (CLB) | 256 | | Триггеры/защёлки | 1 536 (максимум) | | Входы/выходы (I/O) | до 120 (в корпусе TQ144) | | Напряжение ядра (Vcc) | 3.3 V (для «L»-серии) | | Напряжение I/O | 3.3 V (толерантность к 5 V ограничена) | | Скоростной грейд | -8 | | Типовая задержка логической ячейки | ~3.5 нс (для speed grade -8, справочно) | | Корпус | TQFP-144 (TQ144), шаг 0.5 мм | | Температурный диапазон | Коммерческий: 0…+70 °C (суффикс C) | | Конфигурационная память | внешняя последовательная/параллельная (не встроенная) | | Конфигурационные режимы | Master Serial, Slave Serial, Boundary Scan | | Тип выводов I/O | КМОП, 3.3 V |

Точные задержки и максимальная частота зависят от конкретного дизайна. Speed grade -8 у XC3000L — один из наиболее быстрых в этом семействе.

Парт-номера (Ordering Part Numbers)

Обозначение XC3064L-8TQ144C можно разложить так:

XC3064L - 8 TQ144 C

Парт-номера, взаимозаменяемые или близкие по спецификации:

• XC3064L-8TQ144C — коммерческий диапазон, 3.3 В, TQFP-144
• XC3064L-8TQ144I — промышленный диапазон (-40…+85 °C)
• XC3064L-10TQ144C — медленнее (speed grade -10)
• XC3064L-12TQ144C — ещё медленнее (speed grade -12)
• XC3064L-8PQ160C — тот же чип в PQFP-160
• XC3064-8TQ144C — версия с питанием ядра 5 В (без «L»)
• XC3064-8PQ160C, XC3064-6PP132C и др. — другие корпуса/грейды

Также встречаются обозначения по внутреннему коду Xilinx в каталоге серии: MA3064, для кабеля/перепрограммирования — делиverable ранее как XC3064-PC84 (библиотека для PC, справочно), но это уже относится к САПР (Foundation/XACT), а не к корпусам.

Программное обеспечение и загрузка

• Старое ориентированное ПО: XACT / Xactor, позднее — Xilinx Foundation (для оригинальной разработки).
• Файлы конфигурации: *.BIT (разрядный поток).
• Typical config devices (для Master-режима): XCFxxS/XCFxxP Platform Flash от Xilinx или старые XC17xxS/XC17xxP «One-Time Programmable Serial PROM».
• Для Slave-режима: микроконтроллер (Motorola/Intel 8/16-bit family, драйверы в App Note XAPP 070 / XAPP 074 / XAPP 097 — типовые application notes Xilinx).

Совместимые модели / аналоги для замены

Совместимые/родственные модели того же семейства XC3000 (можно встретить транзитивно) :

| Модель | Корпус / особенности | |---|---| | XC3042L | меньший по ёмкости, TQ100/TQ144/PQ160 | | XC3064L | исходная — ваш вариант | | XC3090L | больше по ёмкости, TQ100/TQ144/PQ160/PG175 | | XC3100A / L | следующее поколение XC3100, частично совместимое с конфигурацией XC3000 | | XC3195A | вариант внутри XC3100-серии, PQ208/BG225 | | XC4000 (E/EX/XL)* | более новое семейство, не pin-to-pin, но идеологически близкое; часто рекомендуется как migration path к более производительным FPGA | | XC17128S, XC1736C, XC17Sxx | конфигурационные PROM для Master-режима | | XC17S30(PD8) | OTP PROM для последовательного конфигурирования |

Совместимость корпуса TQ144 внутри XC3000:

| Модель в TQ144 | ПРИМЕЧАНИЕ | |---|---| | XC3042L(L/M/TQ144) | может иметь большую/меньшую эквивалентную ёмкость, близ-совместима по pinout с незначительными различиями | | XC3064 (ведь без L, 5V) | электрически несовместима по уровню питания ядра, но тот же корпус | | XC3090 (TQ144, только режим JTAG/серво — справочно) | ограничена поддержка |

⚠️ Практический совет: pin-to-pin совместимых и ровно-equivalent по конфигурации у современного XC3064 практически нет за пределами линейки XC3000; при замене конкретной микросхемы нужно делать программный заново upgrade через *.аcnf файл импорт FPGAExchange или re-target.

Более новые варианты архитектуры, куда обычно мигрируют:

| Семейство Xilinx | Поколение после XC3000 | | |---|---|---| | XC3100A/XL | Развитие XC3000 | лучшее отношение LUT/смуляция | | Spartan/XL (первый) 5 V | Спутник | low-cost, TQ144 доступ к Spartan-XL | | Schematic/veilog модули лучше двинуть в: Spartan-3AN,Spartan-6 MQ144/QFP144 — однако будет другая распайка. | |

Замечание по надёжности и сегодняшнему применению

• Эта микросхема снята с официальной мультипликации ещё в конце 1990-х – начале 2000-х; для производственного ремонта находят NOS (new old slot) в основном у сторонних re-set sell.
• Для синтеза из используемых инструментов сегодня её можно заасемблировать только через XACT или legacy Foundation install images. Совр. Vivado не поддерживает XC3000.
• В учебных задачах ресурсы ещё доступны: Foundation Series 4.1 для Win98/NT/2000 часто находят на элабе и в academia copy.

Если нужно, скажите какая конкретная задача замены или описания datasheet раздела: ** timings I/O**, programming проги или databook references — допишу に focal addenum.