Xilinx XC3195A-5PC84I — описание и характеристики

Общее описание

XC3195A — это FPGA (Field Programmable Gate Array) из семейства XC3000A компании Xilinx (ныне AMD). Семейство XC3000A является усовершенствованной версией популярного семейства XC3000 и было одним из первых массовых SRAM-based FPGA на рынке. Микросхемы этого семейства предназначены для реализации цифровой логики средней степени интеграции и широко применялись в телекоммуникационном, промышленном и военном оборудовании в 1990-х — начале 2000-х годов.

Расшифровка маркировки

| Часть | Значение | |-------|----------| | XC3195A | FPGA семейства XC3000A, логическая ёмкость ~9500 вентилей | | -5 | Скоростной рейтинг (Speed Grade 5) | | PC84 | Тип корпуса: PLCC-84 (Plastic Leaded Chip Carrier, 84 вывода) | | I | Industrial temperature range (−40 °C … +85 °C) |

Технические характеристики

Логическая структура

• Эквивалентная логическая ёмкость: ~9 500 вентилей (по datasheet Xilinx — до 9500 gates)
• Configurable Logic Blocks (CLB): 484 CLB
• Логических ячеек: 4 логические ячейки в каждом CLB
• Триггеры/защёлки: 1 936 (по 4 на CLB)
• Input/Output Blocks (IOB): 74
• Ёмкость внутреннего ОЗУ (конфигурация): определяется внешней ПЗУ

Память конфигурации

• Тип: SRAM (энергозависимая), конфигурируется при включении питания из внешней последовательной или параллельной PROM
• Объём конфигурационных бит: ~58 544 бит (для XC3195A)

Характеристики быстродействия (Speed Grade -5)

• Макс. системная частота: до ~50–60 МГц (зависит от дизайна)
• Задержка тракта CLB→CLB: ~5–6 нс
• Задержка IOB→IOB: ~10–13 нс

Электрические параметры

• Напряжение питания ядра (VCC): 5.0 В ± 5% (типично 5 В для XC3000A)
• Напряжение питания I/O: 5 В CMOS/TTL-совместимые уровни
• Потребляемый ток: зависит от дизайна и частоты
• Технология: CMOS, ~0.8 мкм (для XC3000A)

Условия эксплуатации (Industrial)

• Диапазон температур: −40 °C … +85 °C
• Корпус: PLCC-84 (пластиковый)
• Монтаж: SMD, шаг выводов 1.27 мм

Парт-номера (Ordering Part Numbers)

Все варианты XC3195A с различными корпусами, скоростями и температурными диапазонами:

По скорости (-4, -5, -6):

• XC3195A-4xx
• XC3195A-5xx
• XC3195A-6xx

По температурному диапазону:

• C = Commercial (0…+70 °C)
• I = Industrial (−40…+85 °C)
• M = Military (−55…+125 °C)

Основные варианты корпусов и парт-номеров:

| Парт-номер | Корпус | Выводов | |-----------|--------|---------| | XC3195A-5PC84I | PLCC | 84 | | XC3195A-5PC84C | PLCC | 84 | | XC3195A-4PC84I | PLCC | 84 | | XC3195A-6PC84I | PLCC | 84 | | XC3195A-5PQ160I | PQFP | 160 | | XC3195A-5PQ160C | PQFP | 160 | | XC3195A-5PG175I | PGA | 175 | | XC3195A-5PG175C | PGA | 175 | | XC3195A-5TQ144I | TQFP | 144 | | XC3195A-5PP175I | PPGA | 175 |

Полные номера обычно имеют суффикс с датой/партией (например, XC3195A-5PC84I-XXXX).

Совместимые / родственные модели

Внутри семейства XC3000A (полностью pin-to-pin совместимые с соответствующими корпусами):

• XC3130A (меньше логики — заменяется, если хватает ресурсов)
• XC3142A
• XC3164A
• XC3195A ← (наш вариант, старший в серии)
• XC3030A, XC3042A, XC3064A, XC3090A (серия XC3000, упрощённый аналог с точки зрения архитектуры)

⚡ Важно: XC3195A в корпусе с одинаковым числом выводов может быть установлен вместо младших моделей XC3000A (например, XC3164A в том же PC84), если требования по размещению выводов совпадают — новый чип должен уметь реализовать дизайн.

Родственные, но НЕ pin-совместимые:

• XC4000 / XC4000E / XC4000EX — следующее поколение, другая архитектура и распиновка
• Spartan / Spartan-XL — неpin-совместимы, но как более современная замена (иногда used as upgrade)

Эквиваленты у других вендоров (функциональный класс, не pin-совместимые):

• Altera FLEX 8000 / 10K серии аналогичного объёма
• AT&T ORCA серии
• Actel (FPGA на антиплававких) — не pompatible logic-wise

Пути замены/модернизации:

1. Если архивный проект строится для XC3195A-5PC84I — проще всего замены одну XC3195A в том же корпусе повторной прошивкой. Часто можно использовать XC3195A-4 или -6 (медленнее/быстрее) — работать обычно будет, но надо смотреть тайминги.
2. Следующий шаг — перенос дизайна на XC4000 или Spartan для новых производств на 3.3 В.

Память конфигурации — сопутствующая продукция Xilinx

XC3195A программируется из:

• Последовательной PROM: Xilinx XC17Sxx / XC17xx
• Последовательной PROM: серия XC17S200 (специально под XC3000-family) — 20-pin
• В MPU-режиме — параллельно.

Часто рядом встречающаяся пара в борде:

• Xilinx XC17S200A PD8C или сопутствующая.

💡 Уточнение: ускоренно но современном рынке у Xilinx точные число CLB/IOB в некоторые источники расходятся (например, 484 CLB vs 484 или упрощённые варианты). Для 100-процентного подтверждения лучше брать официальный datasheet Xilinx «XC3000A Logic Cell Array Family» (Document DS060 или аналогичный). Для промышленных/военных применения с индастриал-грейдом −40…+85 °C маркировка «I» присутствует.