Xilinx XC3130A

Отличный выбор! XC3130A — это классический FPGA от Xilinx, который был флагманом линейки XC3000A. Вот подробное описание.

Общее описание

Xilinx XC3130A — это программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) из семейства XC3000A, выпущенного в конце 1980-х — начале 1990-х годов. Это было второе поколение FPGA от Xilinx, значительно улучшенное по сравнению с первым (XC2000). Чипы этого семейства стали чрезвычайно популярными благодаря своей гибкости и относительной простоте, заложив основы для современных FPGA.

Ключевая концепция: Архитектура основана на матрице конфигурируемых логических блоков (CLB — Configurable Logic Block) и линиях соединений (Interconnect), программируемых пользователем через SRAM-ячейки. Конфигурация загружается при каждом включении питания (из внешней ПЗУ или микропроцессора).

Технические характеристики XC3130A

• Семейство: XC3000A (второе поколение, улучшенные электрические характеристики и скорость по сравнению с базовым XC3000).
• Логическая емкость: Приблизительно 1300 эквивалентных вентилей (2-х входовых NAND). Это малая по современным меркам емкость.
• Конфигурируемые логические блоки (CLB): 100 CLB.
  • Каждый CLB содержит:
    • Комбинационная логика: 1 блок на основе таблицы истинности (Look-Up Table) с 5 входами и 1 выходом или 4 входами и 2 выходами.
    • Два триггера (D-типа) с общими тактовыми и разрешающими входами.
• Входы/Выходы (IOB — Input/Output Block): 80 программируемых пользователем линий ввода-вывода.
  • Поддерживают TTL и CMOS уровни.
  • Имеют программируемые параметры: входной/выходной буфер, тристабиное состояние (Hi-Z), pull-up резистор, защелка входных данных.
• Внутренняя структура соединений: Иерархическая матрица из сегментированных линий (хорды) с программируемыми точками соединения (PIP — Programmable Interconnect Point).
• Техпроцесс: ~1.0 микрон (CMOS SRAM технология).
• Напряжение питания: +5V (однополярное).
• Рабочая температура:
  • C: Коммерческий диапазон (0°C до +70°C).
  • I: Индустриальный диапазон (-40°C до +85°C).
  • M: Военный диапазон (-55°C до +125°C).
• Корпуса (примеры):
  • PC84C: Пластиковый корпус CQFP (Ceramic Quad Flat Pack), 84 вывода.
  • PQ100C: Пластиковый QFP (Quad Flat Pack), 100 выводов.
  • Также доступны в керамических корпусах (например, HQ100C).

Парт-номера (Part Numbers)

Полный парт-номер формируется по схеме: XC3130A - <Скорость> <Температура> <Корпус>

1. По скорости (максимальная тактовая частота триггера):

• -50: 50 МГц (самый медленный)
• -70: 70 МГц
• -100: 100 МГц
• -125: 125 МГц (самый быстрый)

2. По температурному диапазону:

• C: Коммерческий
• I: Индустриальный
• M: Военный

3. Примеры полных парт-номеров:

• XC3130A-70PC84C: 70 МГц, коммерческий диапазон, пластиковый CQFP84.
• XC3130A-100PQ100C: 100 МГц, коммерческий диапазон, пластиковый QFP100.
• XC3130A-50IM: 50 МГц, индустриальный/военный (керамический корпус, специфичный для этих серий).

Совместимые и альтернативные модели

1. Внутри семейства XC3000A (прямые аналоги по функционалу, различаются емкостью и количеством I/O):

• Меньшей емкости: XC3020A (~600 вентилей), XC3030A (~900 вентилей), XC3042A (~1200 вентилей).
• Большей емкости: XC3064A (~1800 вентилей), XC3090A (~2400 вентилей), XC3195A (~3200 вентилей, вершина линейки A).

2. Совместимые по конфигурации и архитектуре (можно использовать тот же битстрим, если хватает ресурсов):

• Базовое семейство XC3000: XC3030, XC3042, XC3064 и т.д. Модели без "A" имеют более старые, медленные характеристики. XC3130A быстрее и электрически совместим с XC3130, но не всегда наоборот.
• Семейство XC3100A: Улучшенная версия XC3000A с ускоренной логикой декодирования (FastCLK) и более высокой скоростью (до 200+ МГц для некоторых операций). Например, XC3100A, XC3120A, XC3130A (версия 3100), XC3195A. Битстрим от XC3130A несовместим с XC3130A из семейства 3100.

3. Последующие поколения (архитектурно и программно НЕ совместимы, требуют перепроектирования):

• XC4000: Следующее поколение с более сложными CLB (на основе LUT с 3-мя входами и 2-мя выходами), встроенной RAM, полностью другой архитектурой соединений.
• Spartan, Virtex и современные семейства: Дальнейшее развитие идей, заложенных в XC3000/4000.

Важное примечание: Xilinx давно сняла с производства все семейство XC3000. Чипы доступны только на вторичном рынке (б/у, снятые с плат) или, возможно, у дистрибьюторов, распродающих остатки. Средства разработки (XACTstep) работают только под старыми версиями Windows или в виртуальных машинах.

Это была классическая, надежная и исторически важная FPGA, на которой было создано множество устройств своего времени.