Xilinx XCR3256XL-12FT256I

Отличный выбор! Xilinx XCR3256XL-12FT256I — это классический и хорошо зарекомендовавший себя CPLD (Complex Programmable Logic Device) семейства CoolRunner XPLA3.

Вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости.

Общее описание

XCR3256XL — это CPLD средней плотности, разработанный для приложений, где критически важны низкое энергопотребление и высокая производительность. Он основан на расширенной архитектуре PLA (Programmable Logic Array) и идеально подходит для:

• Управления шинами и интерфейсами (PCI, USB, память).
• Контроля и мониторинга систем.
• Генерации тактовых сигналов и управления сбросом.
• Замены "клеевой" логики (TTL, HC-серии) в сложных системах.
• Портативных и батарейных устройств благодаря крайне низкому потреблению.

Ключевая особенность — технология Zero-Power, которая обеспечивает очень низкое статическое потребление (десятки микроампер), что было прорывом для своего времени.

Технические характеристики (XCR3256XL-12FT256I)

• Производитель: Xilinx (ныне часть AMD)
• Семейство: CoolRunner XPLA3
• Устройство: XCR3256XL
• Скоростной сорт: -12 (максимальная тактовая частота ~125-150 МГц для типовых макросов)
• Корпус: FT256 — Fine-Pitch Ball Grid Array, 256 шариков.
• Температурный диапазон: I — Industrial (-40°C до +85°C).

Основные параметры:

• Макроячейки: 256
• Эквивалентные вентили (Gates): ~6,000 (ориентировочно)
• Регистры/Триггеры: 256
• Максимальное количество пользовательских I/O: 180 (в корпусе FT256)
• Логические блоки: 16 функциональных блоков (Function Blocks, FBs) по 16 макроячеек каждый.
• Время задержки распространения (Tpd): 7.5 нс (типовое, для -12 сорта).
• Частота тактового сигнала (Fsys): До 178 МГц (макс.).
• Напряжение питания ядра (Vcc): 3.3V (важная особенность: ядро работает от 3.3В, но I/O совместимы с широким диапазоном).
• Напряжение портов ввода/вывода (Vccio): Поддерживается 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V (возможность смешанных напряжений на банках I/O).
• Потребляемая мощность (статическая): Очень низкая, ~50-100 мкА (типовое).
• Техпроцесс: 0.35 мкм.
• Конфигурационная память: EEPROM, не требует внешней ПЗУ (ISP — In-System Programmable).

Парт-номера (Part Numbers) и варианты

Полный парт-номер формируется по схеме: XCR3256XL - Скорость - Корпус - Температура.

Основные варианты для XCR3256XL:

1. По скоростным сортам (меньше число — быстрее и дороже):

   • -10 (самый быстрый)
   • -12 (оптимальный по скорости и цене, как в вашем случае)
   • -15 (более медленный, экономичный)

2. По корпусам (количество доступных I/O):

   • FT256 (BGA-256) — 180 I/O (ваш вариант).
   • PQ208 (QFP-208) — 146 I/O.
   • TQ144 (QFP-144) — 101 I/O.
   • VQ100 (QFP-100) — 80 I/O.
   • PC84 (PLCC-84) — 59 I/O.

3. По температурному диапазону:

   • C = Commercial (0°C to +70°C)
   • I = Industrial (-40°C to +85°C) — ваш вариант.
   • M = Military (-55°C to +125°C) — для XCR3256XL встречается редко.

Примеры других парт-номеров:

• XCR3256XL-10PQ208I — самый быстрый, в корпусе PQ208, индустриальный.
• XCR3256XL-12TQ144C — средняя скорость, TQ144, коммерческий.
• XCR3256XL-15PC84C — самый медленный, компактный PC84, коммерческий.

Совместимые модели и аналоги

1. Прямые аналоги (Second Source) и клоны:

Прямых клонов этого чипа от других производителей нет. Архитектура XPLA3 уникальна для Xilinx.

2. Функциональные аналоги и альтернативы от других производителей:

При замене или новом проектировании можно рассмотреть CPLD аналогичной или большей плотности:

• Lattice Semiconductor:
  • ispMACH 4000ZE — основная альтернатива по идеологии (низкое энергопотребление, 3.3В ядро). Например, LC4256ZE.
  • ispMACH 4000V / 4000B — более старое семейство.
• Intel (ранее Altera):
  • MAX® II — более современное семейство (основано на FPGA-структуре, но конфигурируется как CPLD). EPM240, EPM570. Потребление выше, но больше логики.
  • MAX® V — дальнейшее развитие (очень популярен для замены старых CPLD).
• Microchip (ранее Atmel):
  • ATF15xx семейство (например, ATF1508). Популярны как альтернатива.

3. Совместимость внутри семейства Xilinx CoolRunner:

• Прямые замены в одной линии: Модели с тем же парт-номером, но другим скоростным сортом или корпусом, являются функционально совместимыми на уровне пинов (если корпус совпадает). Например, XCR3256XL-10FT256I можно заменить на XCR3256XL-12FT256I, если позволяет временная диаграмма.
• Внутри семейства XPLA3: Существуют младшие и старшие модели с той же архитектурой:
  • Меньшая плотность: XCR3128XL (128 макроячеек), XCR3064XL (64), XCR3032XL (32).
  • Большая плотность: XCR3512XL (512 макроячеек) — топовая модель семейства.
• Другие семейства Xilinx CPLD:
  • CoolRunner-II (XCR2C) — следующее поколение после XPLA3, с улучшенным энергопотреблением (1.8В ядро) и архитектурой. Не является прямой заменой по выводам, но логически может быть альтернативой для новых проектов (например, XC2C256).
  • XC9500XL — популярное семейство 3.3В CPLD от Xilinx. Имеет другую архитектуру (более высокое потребление, но часто выше производительность), не совместимо по выводам.

Важное примечание:

Устройство снято с производства (NRND или Obsolete). Для новых проектов настоятельно рекомендуется выбирать более современные аналоги (Lattice ispMACH 4000ZE, Intel MAX V/VII, Microchip ATF15xx). Однако оно до сих пор может быть доступно на вторичном рынке (у дистрибьюторов, перечисляющих остатки) и широко используется в поддерживаемой действующей аппаратуре.

Для разработки/программирования требуется старая версия ПО ISE WebPACK (v14.7 или ранее) от Xilinx/AMD, которое доступно для бесплатного скачивания в архиве.