Xilinx XCR3064XL-10VQ44I — описание и характеристики

Общее описание

XCR3064XL-10VQ44I — это CPLD (Complex Programmable Logic Device) из семейства CoolRunner-XL компании Xilinx (ныне AMD). Семейство CoolRunner-XL отличается сверхнизким энергопотреблением и предназначено для замены более старых CPLD серий XC9500 и CoolRunner-II в задачах, где критичны статические токи потребления.

Микросхема построена на архитектуре на основе макроячеек (macrocell) с функциональными блоками (Function Block), каждый из которых содержит 16 макроячеек. Коммутация выполняется через программируемую матрицу (PIM — PLA Input Matrix), что обеспечивает полную маршрутизацию без «затора» (non-blocking crossbar). Конфигурация хранится в EEPROM на кристалле, что позволяет:

• программировать устройство многократно (до ~10 000 циклов),
• сохранять конфигурацию после отключения питания,
• использовать ISP (In-System Programming) через JTAG.

Корпус — VQ44 — 44-выводной TQFP с шагом 0.8 мм.

Суффикс -10 обозначает максимальную задержку распространения сигнала (10 нс, коммерческий/индустриальный диапазон скорости), а суффикс I — индустриальный температурный диапазон (–40…+85 °C).

Технические характеристики

| Параметр | Значение | |---|---| | Семейство | CoolRunner-XL (XCR) | | Логических макроячеек | 64 | | Эквивалентных логических вентилей | 1 500 | | Функциональных блоков | 4 | | macrocell в блоке | 16 | | Макс. число пользовательских I/O | 34 | | Напряжение питания ядра (Vccint) | 3.0…3.6 В (номинал 3.3 В) | | Напряжение I/O (Vccio) | 1.5…3.6 В (совместимость с 3.3 В, 2.5 В, 1.8 В, 1.5 В) | | Скоростной грейд | –10 (tPD ≈ 10 нс макс.) | | Макс. тактовая частота | ≈ 130 МГц (для грейда -10) | | Тип памяти конфигурации | EEPROM, 10 000 циклов записи | | Программирование | ISP через JTAG (IEEE 1149.1) | | Напряжение программирования | 3.3 В (от Vcc) | | Рабочая температура | –40…+85 °C (Industrial) | | Корпус | VQ44 = TQFP-44 (10×10×1.4 мм, шаг 0.8 мм) | | Число выводов питания/земля | 4 Vcc (суммарно для ядра и I/O банков), 4 GND + dedicated GND |

Примечание: эквивалентная «логическая ёмкость» в 1500 вентилей — оценка Xilinx, в реальных задачах число реализуемых уравнений зависит от fan-in каждой макроячейки.

Парт-номера (orderable part numbers) семейства XCR3064XL в грейде -10, корпус VQ44, Industrial

| Парт-номер | Краткое описание | |---|---| | XCR3064XL-10VQ44I | Базовый промышленный, TQFP-44, грейд –10, промышленный диапазон | | XCR3064XL-10VQ44C | Коммерческий темп. диапазон (0…+70 °C) | | XCR3064XL-7VQ44I | Более быстрый грейд (-7), индустриальный | | XCR3064XL-7VQ44C | Грейд -7, коммерческий | | XCR3064XL-10VQG44I | То же, но в Pb-free / RoHS корпусе (VQG) | | XCR3064XL-10VQG44C | Pb-free, коммерческий | | XCR3064XL-7VQG44I | Pb-free, грейд -7, индустриальный | | XCR3064XL-7VQG44C | Pb-free, грейд -7, коммерческий | | XCR3064XL-10CS48I (и др.) | Варианты в других корпусах (CS48, PC44, VQ100 — по другим моделям серии) |

Дополнение: в каталогах Digi-Key/Mouser часто встречается обозначение XCR3064XL-10VQ44I как активная позиция, тогда как VQG44 — её RoHS-аналог.

Родственные модели по числу макроячеек (в этом же семействе и корпусах)

• XCR3032XL (32 MC)
• XCR3064XL (64 MC) ← наша
• XCR3128XL (128 MC)
• XCR3256XL (256 MC)

Совместимые (pin-to-pin и функционально близкие) модели

Полностью совместимые по распиновке и архитектуре (upgrade/downgrade внутри серии XCR3064XL):

• XCR3064XL-7VQ44I / C — внутрисерийный апгрейд с более высокой скоростью.
• XCR3064XL-10VQG44I / C — то же, только Pb-free корпус.

Функционально заменяемые (в других корпусах и/или другие грейды той же модели):

• XCR3064XL-10CS48C/I (CSBGA-48)
• XCR3064XL-10PC44C/I (PLCC-44)
• XCR3064XL-10VQ100C/I (TQFP-100)

Близкие по назначению, но не pin-to-pin совместимые аналоги у других производителей (требуют переразводки/перекомпиляции):

• Xilinx XC9536XL / XC9572XL — старая серия XC9500XL; прямая замена невозможна, но возможна миграция проекта.
• Altera/Intel MAX 3000A / MAX 7000 (EPM3064, EPM7032 и др.) — функциональная альтернатива с переразводкой.
• Atmel/Microchip ATF1504 / ATF1508 — распространённые «drop-in-подобные» CPLD (с оговоркой — реально требуют новой разводки и перекомпиляции).

Совместимость по инструментам

• Среда разработки: Xilinx ISE Design Suite (до 14.7), отдельный модуль ISE WebPACK; существующие проекты оформляются через HDL (Verilog/VHDL) или схему.
• Программатор: Xilinx Platform Cable USB / USB-II, параллельный кабель (Parallel Cable IV), а также сторонние JTAG-программаторы с поддержкой Xilinx (например, от Digilent).
• Формат прошивки: .jed для JTAG/ISP, сгенерированный из ISE с помощью iMPACT.

Области применения

• «Glue logic» на платах с шинами 3.3 В / 2.5 В / 1.8 В
• Управление питанием и sequencing в wake-on-event устройствах
• Интерфейсы устаревших периферийных шин (ISA, PC/104, локальные шины DSP/MCU)
• Портативные и батарейные устройства — за счёт очень низкого потребления
• Адаптация уровней и развязка сигналов
• Быстрая логическая «доводка» ASIC/FPGA-проектов на печатной плате

Ключевые преимущества модели: микропотребление (статический ток — единицы мкА, малый динамический ток), надёжная EEPROM-конфигурация без внешней флеш-памяти и поддержка 3.3 В Vccint при гибких 1.5–3.6 В банках I/O.