最も多能 な不 揮発 性P L D MachXO ファミリ 低ロジック規模のアプリケーション用に最適化 不揮発性で、何度でも再構成可能なプログラマブル・ ロジックデバイス(PLD)のMachXO™ファミリは、こ れまでにCPLDを用いるか、或いは低ロジック規模の FPGAに実装されたアプリケーションのために設計さ れています。インスタントオンで使いやすいMachXO デバイスは、最適化されたルックアップテーブル(LUT) アーキテクチャを低コストの組み込みフラッシュ・プ ロセステクノロジに組み合わせることで、低ロジック 規模アプリケーションのための最も多能な不揮発性 PLDです。 MachXO PLDファミリは組み込みメモリ、内蔵PLL、 柔軟な多電圧対応高性能LVDS I/O、リモートフィール ド・アップグレード(TransFR™ テクノロジ)、および 低消費電力スリープモードのすべてを単一デバイスで 提供することによって、増大するシステムインテグレ ーションの恩恵を提供します。 汎用I/O拡張、制御、バスブリッジ、およびパワーアッ プ管理機能を含む広範囲な低ロジック規模アプリケー ションのために設計されたMachXO PLDファミリは、 民生や車載、通信、コンピューティング、産業、およ び医療などのさまざまなエンドマーケットで用いられ ています。 広範囲のアプリケーション General Purpose I/O Expansion Bus Bridging & Protocol Translation MachXO FPGA/ASIC/ASSP Configuration Power-Up Management アプリケーション例 CPU GPIO MachXO Device Select EPROM ASSP Reset Power Supply Fan Control FPGA Address & Data Bus External Interface 主要機能と恩恵 不揮発性、何度でも再構成可能 •インスタントオン、1msec以下で起動 •シングルチップ、外付けコンフィグレーション メモリが不要 •卓越したデザインセキュリティ、ビットストリー ムの露出なし ■ ピン間遅延が3.5nsの性能 ■ TransFRテクノロジで容易なフィールド・アップ グレードが可能 ■ 柔軟なLUTアーキテクチャ •256~2280 LUT4 •73~271本のI/Oで幅広いパッケージ・オプション •ロジック規模のマイグレーションをサポート ■ 組み込みメモリ(EBR)と分散メモリ •最大27.6KbitのsysMEM™組み込みブロックRAM •専用のFIFO制御ロジックを集積 •最大7.7Kbitの分散メモリ(RAM) ■ 自由度の高い入出力バッファ •プログラマブルなsysIO™ バッファは広範囲の インターフェイスに対応： – LVCMOS 3.3/2.5/1.8/1.5/1.2 – LVTTL – PCI* – LVDS*, Bus-LVDS*, LVPECL*, RSDS* ■ sysCLOCK™ PLL •デバイスあたり最大2個のアナログPLL •クロックのてい倍、分周、および位相シフト ■ スリープモードはスタンバイ電流を100µA以下に 低減 ■ システムレベル・サポート •IEEE標準1149.1バウンダリスキャン •コンフィグレーションとユーザロジック用の 20MHzオンチップ・オシレータ •デバイス供給電源は3.3V、2.5V、1.8Vまたは1.2V ■ 広いデバイス・ラインアップ •民生グレード：-40 ~ 85°C (TJCOM) •インダストリアル・グレード：-40 ~ 100°C (TJIND) •AEC-Q100認定：-40 ~ 125°C (TJAUTO) ■ *MachXO1200と1200デバイスのみ MachXOアーキテクチャ アーキテクチャ概要 MachXO PLDは、CPLDや低ロジック規模FPGAが伝統的に使用たれてきたアプ リケーションのために設計され、低コストで柔軟な代替手段を提供します。非 常に効率的なアーキテクチャで構築されており、MachXO PLDはピン間遅延の 卓越した性能、高速I/O、組み込みブロックRAM、およびsysCLOCK PLLを提 供します。 PFUブロック図 小型でRoHS準拠のパッ ケージオプションを用意 しているMachXO PLD は、実装スペースに制約 がある広範囲なアプリケ ーションで使用すること ができます。 MachXOブロック図 Carry Chain Slice 3 LUT4 On-chip Flash Memory offers instant-on start-up and security from bitstream snooping FF LUT4 sysCLOCK PLLs for clock management FF Flash Memory Slice 2 LUT4 LUT4 From Routing FF Slice 1 LUT4 To Routing Programmable Function Unit (PFU) with RAM FF LUT4 Flexible Routing optimized for speed, low-cost, and routability sysMEM Embedded Block RAM (EBR) provides 9kbit true dual port RAM at up to 275MHz FF FF Programmable Function Unit without RAM (PFF) Slice 0 LUT4 LUT4 FF JTAG AG G JTAG Port for configuring Flash and SRAM memory FF sysIO Buffers support LVCMOS/LVTTL, LVDS and PCI Carry Chain MachXO電圧オプション sysMEMコンフィグレーション オプション Single Port Dual Port PseudoDual Port FIFO 8192 x 1 8192 x 1 8192 x 1 8192 x 1 4096 x 2 4096 x 2 4096 x 2 4096 x 2 2048 x 4 2048 x 4 2048 x 4 2048 x 4 1024 x 9 1024 x 9 1024 x 9 1024 x 9 512 x 18 512 x 18 512 x 18 512 x 18 256 x 36 – 256 x 36 256 x 36 1.2V VCC 3.3V VCCAUX 1.2 to 3.3V VCCIO 1.8 to 3.3V VCC sysCLOCKブロック図 3.3V VCCAUX 1.8 to 3.3V VCCIO Dynamic Delay Adjustment 4 LOCK MachXO Version E MachXO RST Version C CLKI Input Clock Divider Delay Adjust Voltage Controlled Oscillator sysIOバッファは高帯域幅のI/O規格に 対応 LVCMOS/LVTTL – 活線挿抜対応 – プログラマブル・スルーレート – プログラマブル・ドライブ強度 – プログラマブル・プルアップ、 プルダウン、およびバスキーパ – プログラマブル・オープンドレイン – プログラマブル・シュミット入力 ■ PCI, LVDS, LVPECL, Bus-LVDS, RSDS ■ Post Scalar Divider Phase / Duty Select Feedback Divider CLKFB (from post scalar divider output, clock net or external pin) CLKOS CLKOP Secondary Clock Divider CLKOK 容易なフィールドアップデート MachXOコンフィグレーション MachXO PLDはラティス独自の TransFR（トランスペアレントなフ ィールド再構成)テクノロジに対応し ています。TransFRテクノロジは、 システム運用を中断することなくフ ィールドでロジックを更新すること を可能にします。 Upgrade Flash FLASH (Configuration 2) Step 1 Program Flash in background while logic functions Logic – SRAM (Configuration 1) Step 2 Precisely control I/O and initiate Flash to SRAM transfer through JTAG. Alternatively, toggle sleep pin to load new configuration without cycling the power. On-chip Flash memory. MachXO PLDは、"インスタントオ ン" 機能を提供するために、単一の 低コストデバイスにフラッシュと SRAMの両テクノロジを集積してい ます。パワーアップ時に、コンフィ ギュレーション・データは1msec以 下でフラッシュからSRAMセルに転 送されます。JTAGポートからSRAM とフラッシュメモリの両方をプロ グラムすることができます。SRAM とフラッシュのこの組み合わせ は、ラティスのユニークなTransFR テクノロジによって容易なフィー ルド・アップデートを可能にしま す。MachXO PLDにはリードバッ クを防ぐセキュリティ体系がありま す。即ち内部フラッシュを使うこと MachXO Device Flash Memory Control Logic SRAM Configuration ation Bits (Controls Device ce Operation) Op Massively parallel wide data transfer provides snoop-proof SRAM configuration from Flash. JTAG A Port Po Use JTAG port (IEEE1532/1149.1) to configure SRAM or program Flash. によって、ビットストリームの読み 出しを排除します。 MachXOスリープモードでパワーを1/100にまで削減! FLASH (Configuration 2) 特長 標準モード オフ スリープモード 高 X 低 通常<10以下 0 通常<100以下 標準範囲 0 標準範囲 ロジック・オペレーション ユーザ定義 使用不可能 使用不可能 I/Oオペレーション ユーザ定義 Upgrade SRAM SLEEPNピン Logic – SRAM (Configuration 2) スタティックICC 電源供給 トライステート トライステート (<1mA 以下のリーケージ) (<10µA 以下のリーケージ) MachXOアプリケーション例 低コストのシステム・インテグレーション Boot PROM Data Path Bridge Function Processor Address and Data Busses FPGA Microprocessor Processor Address and Data Busses CPLD MachXO Data Path Power-up Bus Decode ASSP MachXO 2.5V LVDS LED Control Boot PROM 1.8V Power-On Bridging ASIC Memory LVDS I/O Backplane 低消費電力サイクリング SRAM FPGA (Power Off for ~ 10% of Duty Cycle) ASIC Backplane 0 ms Operation 2.5V Power-Up Control Register Bank Configuration 3.3V I2C or SPI (Power Off for ~ 90% of Duty Cycle) 3.3V 1.8V I/O Expansion Microcontroller Reset Non-Volatile MachXO 柔軟な複数の電圧レベルシフト Microcontroller ASSP MachXO Microprocessor Power-up Logic FPGA Boot Logic & Bus Decode パワーアップと制御 Off 100 ms Time 200 ms 無償のispLEVER Starter開発ツール MachXOミニ開発キット ラティスのispLEVER Starter開発ツールは、MachXOアー キテクチャ及びその他のPLDファミリのための包括的な設 計環境を提供します。ispLEVERツールはデザインエント リ、論理合成、マッピング、配置配線、フロアプランニン グ、シミュレーション、プロジェクト管理、デバイスプロ グラミング、およびその他の必要なすべてを含んでいま す。ispLEVERには、業界リーダーであるSynopsys® 社と Aldec® 社からの論理合成とシミュレーション各ツールが 含まれています。 8ビットのLatticeMico8™ マイクロコ ントローラやI2C、SPI、UART、およ びSRAMインターフェイスなどをごく 短い時間でテストするためにMachXO Mini開発キットをご使用できます。ラ ティスからの無償の参照デザインを活 用することで、1時間程度で貴方自身 の設計を構築できます。 www.latticesemi.com/machxo-miniを ご確認下さい。 評価・開発ボード ラティスはMachXOの性能評価、またはユーザ独自の設計 開発における支援のために、完全で使いやすいプラットホ ームとなる多くのボードを提供しています。 MachXOコントロール開発キット 温度モニタに基づくファン速度制 御、供給電源モニタ、およびリセッ ト分配などを含むボード診断機能を テストするために、パワーマネージ ャII POWR-1014Aと8ビット・マイク ロコントローラLatticeMico8を一緒に 用いているMachXOコントロール開発 キットを活用できます。数分程度で これらの機能がテストできます。ま たラティスから無償の参照デザイン を入手することで貴方自身の設計が1 時間程度で構築できます。 www.latticesemi.com/machxo-controlkit でさらに詳細をご確認ください。 参照デザイン・ポートフォリオ ラティスは低ロジック規模アプリケーションをターゲット にしたIPコアと参照デザインの拡張ポートフォリオを提供 しています。MachXOアーキテクチャのために最適化され ているこれらには、I2CやSPI、UART、およびPCIなどの よく使用されているプロトコルとインターフェイス標準を 含んでいます。ラティスウェブサイトから参照デザイン、 ソースコード、およびドキュメントが無償でダウンロード できます。詳しくはwww.latticesemi.com/ipをご覧くださ い。 デバイス選択ガイド LCMXO256 LCMXO640 LCMXO1200 LCMXO2280 256 640 1200 2280 分散RAM（Kビット） 2 6.1 6.4 7.7 内蔵ブロックRAM－EBR（Kビット） – – 9.2 27.6 EBRブロック – – 1 3 パラメータ LUT数 VCC電圧（V）選択 1.2Vまたは1.8/2.5/3.3V 1.2Vまたは1.8/2.5/3.3V 1.2Vまたは1.8/2.5/3.3V 1.2Vまたは1.8/2.5/3.3V PLL数 – – 1 2 I/Oバンク数 2 4 8 8 最大I/O数 78 159 211 271 最大LVDSペア数* – – 27 33 100ピンTQFP (14 x 14 mm)** 78 74 73 73 113 113 113 パッケージとI/Oの組み合わせ 144 ピンTQFP (20 x 20 mm) 100 ボールcsBGA (8 x 8 mm) 78 74 132 ボールcsBGA (8 x 8 mm) 101 101 101 256 ボールcaBGA (14 x 14 mm) 159 211 211 256ボールftBGA (17 x 17 mm) 159 211 211 324 ボール ftBGA (19 x 19 mm) 271 *外部レジスタをエミュレートすることでLVDS出力数を増加できます。 **100ピンTQFPパッケージはLCMXO640から1200へのマイグレーションが出来ません。 アプリケーションサポート(USA) 1-800-LATTICE (528-8423) (503) 268-8001 [email protected] www.latticesemi.com.jp Copyright © 2009 Lattice Semiconductor Corporation. Lattice Semiconductor, L (stylized) Lattice Semiconductor Corp., and Lattice (design), ispLEVER, ispVM, LatticeMico8, MachXO, sysCLOCK, sysIO, sysMEM, およびTransFRはアメリカ合衆国、またその他の国におけるLattice Semiconductor Corporationの登録商標か 商標のいずれかです。本カタログで用いられているその他の製品名は、識別目的のためであり、それぞれ各会社の商標であり得ます。 December 2009 Order #: I0176GJ