Xilinx XC95216-20PQ160C

Отличный выбор! Xilinx XC95216-20PQ160C — это классический и надежный CPLD (Complex Programmable Logic Device) семейства XC9500, который до сих пор используется во многих legacy-системах.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Краткое описание

XC95216-20PQ160C — это CPLD средней плотности от Xilinx, изготовленный по технологии Flash CMOS. Он предназначен для реализации комбинационных и последовательных логических функций, замены "котлов" из простых логических микросхем (74-й серии), склеивания (glue logic) интерфейсов, управления шинами и простых контроллеров. Его ключевые особенности — энергонезависимость (не требует внешней ПЗУ), высокая надежность и предсказуемое время задержки.

• XC95216: Семейство и количество макроячеек.
• -20: Максимальная задержка прохождения сигнала (tpd) = 20 нс. Это скорость работы.
• PQ160: Тип корпуса — PQFP (Plastic Quad Flat Pack), 160 выводов.
• C: Диапазон рабочих температур — коммерческий (0°C до +70°C). Есть вариант I для промышленного (-40°C до +85°C).

Подробные технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Архитектура | FastFLASH™ (на основе EEPROM/Flash-технологии) | | Количество макроячеек | 216 | | Эквивалентные логические вентили | ~ 4800 | | Регистры | 216 (по одному триггеру на макроячейку) | | Макс. количество пользовательских I/O | 133 (в корпусе PQ160) | | Рабочее напряжение | 3.3 В (ядро и порты ввода/вывода). Важно: Это 3.3В устройство, а не 5В. | | Скорость (tpd) | 20 нс (макс. задержка от входа до выхода). | | Макс. частота работы | Fsys = 55.6 MHz (по данным datasheet, для внутренней логики). | | Время конфигурации | < 1 мс (очень быстрое включение). | | Количество программирований | Минимум 10 000 циклов (типично). | | Срок хранения данных | Более 20 лет. | | Потребляемая мощность | Зависит от частоты и используемых ресурсов. Существенно ниже, чем у старых 5В CPLD. | | Логические блоки (Function Blocks - FB) | 12 блоков, каждый содержит 18 макроячеек. | | FastCONNECT™ матрица | Обеспечивает соединения между всеми входами/выходами и логическими блоками. | | Входы тактовых сигналов | 4 глобальных тактовых/управляющих входа (GCK). | | Входы сброса/разрешения | 4 глобальных входа Set/Reset (GSR). | | Поддержка JTAG | Да (IEEE 1149.1). Используется для программирования (ISP - In-System Programming) и тестирования (Boundary Scan). | | Программирование | Через JTAG или стандартный программатор. Поддерживается ISP. | | Степень защиты | Возможность блокировки бита конфигурации для защиты IP. |

Парт-номер (Part Number) и варианты

Полный парт-номер формируется по схеме: XC95216 - [Скорость] [Корпус] [Температура]

• Основная указанная модель: XC95216-20PQ160C
• Варианты по скорости:
  • -20 — 20 нс (стандартная)
  • -15 — 15 нс (более быстрая)
  • -10 — 10 нс (максимальная скорость для этой серии)
• Варианты по корпусам (с разным числом выводов и I/O):
  • PQ160 — 160-выводной пластиковый QFP (133 I/O).
  • HQ208 — 208-выводной HQFP (144 I/O).
  • BG352 — 352-выводной BGA (133 I/O, но в другом форм-факторе).
  • TQ144 — 144-выводной TQFP (117 I/O).
  • PC84 — 84-выводной PLCC (69 I/O).
• Варианты по температурному диапазону:
  • C — Commercial (0°C to +70°C).
  • I — Industrial (-40°C to +85°C).

Примеры других парт-номеров в этом семействе:

• XC95216-10HQ208I (самый быстрый, промышленный, в корпусе HQ208)
• XC95216-15TQ144C (средняя скорость, коммерческий, в компактном TQ144)
• XC95216-20PC84C (наименьший корпус, но и меньше всего I/O)

Совместимые и альтернативные модели

1. Прямые аналоги (внутри семейства XC9500):

• По плотности (ближайшие):
  • XC95144 — 144 макроячейки. Прямой "младший" аналог, если не нужны все ресурсы 216.
  • XC95288 — 288 макроячеек. "Старший" аналог, если нужна большая логическая емкость.
• По корпусу и выводам: Модели с суффиксом PQ160 (например, XC95144-20PQ160C) часто имеют совместимую распиновку по питанию, земле и JTAG, но распиновка пользовательских I/O разная! Это не "drop-in replacement". Необходимо проверять Pinout документацию.

2. Совместимые по напряжениям (3.3В) и архитектуре:

• Семейство XC9500XL (например, XC95144XL): Улучшенная версия с более низким энергопотреблением, большим количеством I/O и пониженным напряжением ядра (2.5В или 3.3В). Не являются прямой заменой по выводам, но логически и по инструментам (ISE WebPACK) — близкие наследники.

3. Современные альтернативы и преемники (от Xilinx/AMD):

• CoolRunner™-II (семейство XC2C) : Очень низкое энергопотребление, высокая производительность. Хорошая альтернатива для новых разработок. Требуют изучения!
• CoolRunner™ XPLA3 : Также разработаны как преемники XC9500.
• Максимально современная альтернатива: Использование маленьких FPGA Xilinx Spartan® (например, Spartan-3AN, Spartan-6, Spartan-7) или CPLD из семейства AMD (бывш. Lattice) Mach™XO2/XO3. Они значительно превосходят XC95216 по возможностям, но имеют другую архитектуру, инструменты и часто — питание 1.2В/1.8В.

Важное примечание: Семейство XC9500 снято с производства (Not Recommended for New Designs - NRND). Для новых проектов настоятельно рекомендуется выбирать современные аналоги (CoolRunner-II, MachXO, Spartan). Однако, для поддержки и ремонта существующего оборудования XC95216 по-прежнему доступен на рынке (новый и б/у).

Для работы с данной микросхемой вам понадобится:

1. Среда разработки: Xilinx ISE WebPACK (бесплатная, но поддерживает старые семейства). Версии 14.7 — одна из последних, где есть полная поддержка.
2. Язык описания аппаратуры: VHDL или Verilog.
3. Программатор: Поддерживающий JTAG (например, платформа Xilinx Platform Cable USB или любой совместимый).