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LFSC3GA25E-7F900C FPGA アーキテクチャと主要な機能を理解する

LFSC3GA25E-7F900C を調べると、プログラマブル ロジック デバイスが柔軟なデジタル システムをどのようにサポートしているかを詳しく見ることができます。この FPGA を使用すると、単一チップ内でデータ パスを整理し、信号を管理し、カスタム ロジック関数を構築できます。その内部レイアウトはプログラマブル ロジック セル、メモリ ブロック、および入出力バンクを組み合わせているため、信号がデバイス内を効率的に移動します。これらのセクションがどのように連携するかを理解すると、複雑な電子システムがどのように構成されているかを理解するのに役立ちます。通信ハードウェアから制御システムに至るまで、この FPGA は適応可能なデジタル設計を作成するための実用的な方法を提供します。

カタログ

LFSC3GA25E-7F900Cの概要

LFSC3GA25E-7F900C は、組み込み電子システムで構成可能なデジタル機能をサポートするように設計されたプログラマブル ロジック デバイスです。このデバイスには、何千ものプログラマブル要素、内部メモリ リソース、および外部通信用の多数の入出力接続を備えたグリッド ベースの論理構造が含まれています。そのアーキテクチャにより、デジタル回路、制御パス、および信号処理タスクを単一チップ内に実装できます。統合されたルーティング ネットワークはロジック ブロックとメモリ セクションを接続し、データが構造化された方法でデバイス内を移動できるようにします。動作は、低コア供給範囲と、高密度の基板レイアウトに適した多ピン数のパッケージによってサポートされています。

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LFSC3GA25E-7F900Cのバンク

LFSC3GA25E-7F900C FPGA で使用される入出力バンク配置。デバイスがプログラマブル IO リソースを複数の電圧制御領域に編成する方法を示します。8 つのバンクがデバイスの周囲に分散されており、各バンクには VCCIO 電源、VREF とラベル付けされた基準電圧入力、VTT とラベル付けされた終端電圧ピン、およびグランド用のグループ化された接続が含まれています。この構造により、各バンクが独立した電気的条件で動作できるため、デバイスの別々の側で異なる信号規格をサポートできます。SERDES インターフェイス ブロックは上位バンクの近くに表示され、近くの IO 領域に接続された高速シリアル通信チャネルをサポートします。このレイアウトでは、バンク IO 構造を介して外部信号が内部プログラマブル ロジックとどのように相互作用するかを定義する共有リファレンス ピンと電源接続も識別します。

LFSC3GA25E-7F900C CADモデル

LFSC3GA25E-7F900C 記号

LFSC3GA25E-7F900C のフットプリント

LFSC3GA25E-7F900C 3Dモデル

LFSC3GA25E-7F900Cの特長

高密度プログラマブル ロジック

このデバイスには、組織的なグリッドに配置された約 25,000 個のプログラマブル ロジック エレメントが統合されています。これらの論理セルは、組み込みシステム内でデジタル制御パス、組み合わせ論理、算術演算を実装するように構成できます。

組み込みメモリアーキテクチャ

内部メモリ リソースは、データをバッファリングし、論理演算をサポートするために 1 メガビットを超える記憶容量を提供します。これらのメモリ ブロックはデバイス全体に分散されているため、論理回路は長い配線パスを必要とせずにデータにローカルにアクセスできます。

柔軟な入出力接続

最大 378 の入出力接続により、デバイスはセンサー、通信インターフェイス、その他のデジタル コンポーネントと対話できます。ピン構造は、独立した IO バンク全体で複数の電気規格をサポートします。

統合クロック管理リソース

内部クロック管理ブロックは、プログラマブル ロジック構造全体にタイミング信号を分配するのに役立ちます。これらのリソースは同期された信号タイミングを維持するため、デジタル操作は秩序正しく予測可能なシーケンスで実行されます。

高速シリアルインターフェース機能

専用のシリアル インターフェイス ブロックは、システム モジュール間のデータ転送のための高速通信チャネルをサポートします。これらのブロックは近くの IO バンクに接続し、データ集約型の設計で安定した信号伝送を維持するのに役立ちます。

構造化ロジック処理ブロック

特殊な内部処理ブロックによりロジック ファブリックが拡張され、設計者が繰り返しデジタル構造をより効率的に実装できるようになります。この構成により、パケット処理、制御シーケンス、並列データ操作などのタスクがサポートされます。

プログラム可能なルーティング ネットワーク

構造化されたルーティング ネットワークにより、ロジック セル、メモリ ブロック、インターフェイス ピンがリンクされます。信号は複数のパスに沿ってネットワークを通過できるため、設計者はシステム アーキテクチャに一致する方法でデジタル機能を編成できます。

表面実装パッケージの統合

このデバイスは、高密度の基板統合をサポートする大型ボール グリッド アレイ パッケージに収容されています。このパッケージ構造により、高度な電子アセンブリのコンパクトな設置面積内に多くの電気接続を配置できます。

LFSC3GA25E-7F900C 技術仕様

製品の属性	属性値
メーカー	格子半導体
電圧 - 電源	0.95V～1.26V
合計RAMビット数	1966080
サプライヤーデバイスパッケージ	900-FPBGA (31x31)
シリーズ	SC
パッケージ・ケース	900-BBGA
パッケージ	トレイ
動作温度	0℃～85℃（TJ）
ロジックエレメント/セルの数	25000
LAB/CLB の数	6250
I/O数	378
取付タイプ	表面実装
基本製品番号	LFSC3GA25
RoHS ステータス	RoHS非対応
感湿性レベル (MSL)	3 (168 時間)
リーチステータス	REACHは影響を受けない
ECCN	3A991D
HTSUS	8542.39.0001

LFSC3GA25E-7F900Cの簡略ブロック図

プログラマブル ロジック、メモリ ブロック、クロック リソース、および高速インターフェイス構造の配置を示す、LFSC3GA25E-7F900C FPGA のグリッド ベースの内部レイアウト。プログラマブル機能ユニットは、構成可能なデジタル回路が実装される中央ロジック ファブリックを形成します。分散型 sysMEM 組み込みブロック RAM セクションは、ロジック アレイ内で内部データ ストレージとバッファリングを提供します。デバイスのエッジに沿って配置されたプログラマブル IO セルは、内部ロジックを外部ピンに接続し、各プログラマブル IO クラスタには複数のプログラマブル IO 接続が含まれます。高速シリアル通信をサポートするために、クアッド SERDES ブロックと物理コーディング サブレイヤ インターフェイスが上部領域近くに表示されます。MACO というラベルが付いた構造化 ASIC ブロックは、特殊な処理構造をサポートするためにロジック ファブリック内に統合されています。sysCLOCK アナログ PLL および sysCLOCK DLL という名前のクロック管理リソースがレイアウトの端に配置され、タイミング信号を生成してプログラマブル アーキテクチャ全体に分配します。

LFSC3GA25E-7F900Cのスライス図

LFSC3GA25E-7F900C FPGA のプログラマブル機能ユニット内で使用されるロジック スライスの内部構造。2 つの LUT4 ブロックは、A、B、C、D というラベルの付いた 4 つの入力信号を使用して組み合わせ論理演算を実行します。統合されたキャリー ロジックは、隣接するスライス間のキャリー入力信号とキャリー出力信号をリンクすることで算術演算をサポートします。フリップフロップまたはラッチ要素は論理段からの出力データを保存し、Q0 および Q1 とラベル付けされた登録出力を生成します。クロック、クロック イネーブル、セットまたはリセット信号などの制御入力は、記憶素子の連続動作を調整します。左右のエッジのルーティング接続は、スライスを周囲のプログラマブル インターコネクト ネットワークにリンクし、信号がルーティング リソースから入力され、処理された出力をルーティング ファブリックに戻すことができるようにします。

LFSC3GA25E-7F900Cの用途

産業用制御システム

プログラマブル ロジック リソースにより、デバイスは自動化機器のタイミング シーケンス、信号ルーティング、デジタル制御タスクを管理できます。制御システム内で安定したデジタル処理を維持しながら、複数のセンサーとアクチュエーターを調整できます。

データ通信インフラ

通信機器では、多くの場合、データ処理とインターフェイス制御のために柔軟なデジタル処理が必要です。デバイスは、受信データ ストリームを処理し、ルーティング ロジックを編成し、ネットワーク ハードウェア内の通信リンクをサポートできます。

組み込みコンピューティング プラットフォーム

組み込みシステムは、プログラマブル ロジックを使用して、プロセッサ、メモリ、インターフェイス デバイス間のデータ フローを管理します。デバイスは、システムの動作を特定のアプリケーション要件に適応させるカスタム デジタル パスを実装できます。

高速データ収集システム

測定システムは、複数のソースから信号を同時に収集することがよくあります。プログラマブル ロジック構造は、受信デジタル信号を整理し、タイミングを調整し、さらなる処理または転送に備えてデータを準備できます。

信号処理ハードウェア

このデバイスは、信号処理機能をサポートする構成可能な算術演算および論理演算を実装できます。デジタル フィルター、制御ループ、およびデータ変換タスクは、プログラマブル ロジック構造内に直接実装できます。

LFSC3GA25E-7F900C の長所と短所

利点

• 複雑なデジタル機能をサポートする大規模なプログラマブル ロジック容量

• 多数の入出力接続により、柔軟なシステム統合が可能

• 内蔵メモリブロックは内部データストレージとバッファリングを提供します

• 再構成可能なロジック構造により、設計変更を通じてハードウェア機能を更新可能

• 複数の IO バンクにより、1 つのデバイス内で異なる信号規格が可能

短所

• 設計プロセスには特殊な開発ツールと構成ワークフローが必要です

• デバイスの複雑さにより、開発中のシステム設計時間が長くなる可能性があります

• パッケージサイズが大きいため、慎重なプリント基板レイアウトが必要

• 多くの論理リソースがアクティブな場合は、電源管理を考慮する必要があります。

LFSC3GA25E-7F900Cの代替品

部品番号	メーカー	主な特長	使用例/注意事項
LFSC3GA25E-7FFN1020C	ラティスセミコンダクター株式会社	約 25,000 個のロジック エレメント、組み込みメモリ リソース、および多数のプログラム可能な I/O ピンを備えた SC ファミリの FPGA デバイス。高密度の回路レイアウトと複雑なデジタル設計をサポートするファインピッチ BGA パッケージを使用しています。	プログラマブルなハードウェアと高い I/O 接続が必要な組み込み制御システム、通信インターフェイス、産業用電子機器で使用されます。
LFSC3GA25E-7FFA1020C	ラティスセミコンダクター株式会社	LFSC3GA25E シリーズと同様のロジック リソースを備えたプログラマブル FPGA。設計者がカスタム デジタル回路を実装できるようにする、構成可能なロジック ブロック、組み込みメモリ、柔軟なデジタル ルーティングを提供します。	組み込み電子機器および通信システムにおけるデジタル信号処理、インターフェイス ブリッジング、プログラマブル ハードウェア制御に適しています。
LFSC3GA25E-6FN900C	ラティスセミコンダクター株式会社	プログラマブル デジタル ハードウェア用に設計された、約 25,000 個のロジック エレメントと統合メモリ ブロックを備えた FPGA デバイス。このパッケージは、複雑なシステム統合をサポートする多くの I/O 接続を提供します。	柔軟なハードウェア構成を必要とする産業用制御システム、組み込みコンピューティング プラットフォーム、ネットワーク機器でよく使用されます。

ラティスセミコンダクターについて

Lattice Semiconductor は、1983 年に設立され、米国オレゴン州ヒルズボロに本社を置く半導体企業です。同社は、コンピューティング、通信、産業システム、家庭用電化製品で使用されるプログラマブル ロジック デバイスと関連テクノロジーを開発しています。その製品ラインには、フィールド プログラマブル ゲート アレイ、プログラマブル ロジック デバイス、および柔軟なデジタル システム設計をサポートするように設計されたインターフェイス ソリューションが含まれます。ラティスデバイスは、プログラム可能なハードウェア機能がコンパクトな電子プラットフォーム内でデータ処理、制御ロジック、および信号ルーティングの管理に役立つ組み込みシステムで広く使用されています。

結論

LFSC3GA25E-7F900C FPGA は、プログラマブル ロジック、組み込みメモリ、および柔軟な入出力接続を 1 つのデバイス内に組み合わせています。そのアーキテクチャを理解することで、デジタル ロジック機能がどのように編成され、信号がプログラマブル ファブリック内をどのように移動するかがわかります。構成可能な論理要素、ルーティング ネットワーク、クロック管理ブロックなどの機能により、デバイスは多くのシステム設計をサポートできます。その構造は、データ処理、制御ロジック、および通信ハードウェアに適しています。図や仕様を調べると、プログラム可能なハードウェアが適応性のある電子システムをどのようにサポートしているかがより明確にわかります。

データシートPDF

LFSC3GA25E-7F900C データシート:

LFSC3GA25E-7F900C.pdf

すべての開発パッケージ マーク変更 12/Nov/2018.pdf

製品移転 10/Mar/2016.pdf

錫/鉛デバイス 23/Jun/2015.pdf