PGC7KD-6IMBG256

Compact 系列 CPLD 器件数据手册 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 (DS03001，Version 1.4) (2020.8.6) 深圳市紫光同创电子有限公司 版权所有 DS03001（V1.4） 侵权必究 第 1 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 修订记录 日期 修订版本 2018.8.24 V0.1 2019.6.14 V1.0 描述 初始发布 1. 增加D型器件说明以及器件封装信息，增加SSBG256以及MBG324封装 2. 修改“表1 Compact系列CPLD器件资源”4K器件的逻辑资源以及所有器件的嵌入式Flash容量 3. 修改全局专用时钟管脚数最多为8个 4. 说明支持的热插拔等级为2级 5. 增加输出延迟功能，修改支持的最大延迟为3100ps 6. 修改片上振荡器的输出精度为±5.5% 7. 更新双启动描述，D型器件特别支持嵌入式Flash自加载双启动功能 8. 更新直流和交流特性 9. 更新器件的上电复位时间为2.5ms 10. 嵌入式Flash自加载更名为主自加载 2019.8.22 2019.11.9 DS03001（V1.4） V1.1 V1.2 1. 删除RSDS电平和SLVS电平 2. 增加嵌入式Flash总容量说明 3. 更新封装信息 4. PGC1K器件的IO bank统计区分L型器件和G型器件 5. 从封装角度更新IO bank分布和顶视图 1. 修正器件的FF数量和PGC1K的分布式ram大小 2. 删除表25 配置模式交流特性的上电复位时间，增加器件上电初始化时间 3. 修正MBG324封装的尺寸 4. 修正IO Delay的最大延迟值，增加延迟步进参数 第 2 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 日期 修订版本 描述 1. 1.1 主要特征和表 8增加支持RSDS类差分标准 2. 修改表 1的注释，完善对用户可用的嵌入式Flash空间和嵌入式Flash最大容量的定义 3. 修改表 1分布式ram容量的统计单位为Kbits 4. 修正表 1PGC7K的嵌入式flash最大容量 5. 修改2.3章节全局时钟的描述 6. 增加2.5章节OSC输出频点非连续的说明 7. 完善2.7章节嵌入式flash供电电源说明 8. 完善2.8章节IO的状态 9. 修改2.10章节UID的操作方式，只支持读操作，不支持写操作 10. 增加表 8的LVDS输入和输出的备注，修改MIPI输入的VCCIO 11. 增加表 9 I/O延迟单元的步进延时 12. 增加表 10 OSC输出频率 13. 更新表 12极限工作电压的最小值 2020.4.1 V1.3 14. 修正表 16的VPDNEXT 15. 修正表 18 LVTTL33的直流特性 16. 增加表 19 LVDS直流特性的VID指标 17. 增加图 4，图 5，图 6差分电平标准的电压波形图 18. 增加表 26 PGC1KG的编程擦除电流 19. 增加表 28的全局时钟动态切换维持时间 20. 修改表 33 IO Buffer性能的MIPI接口性能为900Mbps 21. 增加表 33 MIPI性能的注释 22. 增加表 34LVDS1:2的性能 23. 删除表 28，表 34器件速度等级-7 24. 增加免责声明 25. 删除图 1的速度等级-7 26. 修改表 3，增加2篇用户指南 27. 删除使用操作规程及注意事项，运输与储存，开箱与检查， 质量保障与售后服务等章节 28. 表 29 PLL交流特性 增加复位信号RST的脉冲宽度 1. 增加PGC10KD器件信息，表 1 Compact系列CPLD器件资源增加PGC10K资源信息，表 2 CPLD 封装与I/O数量增加PGC10KD-MBG484封装信息 2020.8.6 V1.4 2. 表 1增加备注分别描述PGC1KG和PGC1KL的用户可用的嵌入式Flash最大容量 3. 表 1描述DRM资源时增加存储容量的信息 4. 删除表 1 Compact系列CPLD器件资源的I/O Bank信息，请参考各器件的封装手册 5. 更新表 2 CPLD封装与I/O数量，删除PGC4KD-MBG400，增加支持从并配置模式的器件说明 6. 增加图 2 PGC1KL bank分布顶视图，表 7增加PGC10K和备注信息 7. 在2.4.1IO Buffer（IOB）中完善I/O BANK电源供电的说明 8. 增加表 11 CPLD器件的OSC精度列表 9. 删除2.6嵌入式硬核的APB总线性能，另见《Compact系列CPLD嵌入式硬核用户指南》 10. 完善表 13 推荐的器件工作条件的备注2 11. 更改表 17 热插拔电气参数的IDK的最大值和最小值的单位 12. 更新表 29 PLL交流特性的fPFD的参数，小数分频时其范围是20MHz至40MHz DS03001（V1.4） 第 3 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 目录 COMPACT 系列 CPLD 总体介绍 ................................................................................................................................ 7 1.1 主要特征 ............................................................................................................................................................... 8 1.2 器件资源与封装信息 ........................................................................................................................................... 9 1.3 器件编号内容和意义 ......................................................................................................................................... 10 1.4 参考文档 ............................................................................................................................................................. 10 2 COMPACT 系列 CPLD 功能说明 .............................................................................................................................. 12 2.1 可配置逻辑模块（CLM ）............................................................................................................................... 12 2.2 专用存储模块（DRM） .................................................................................................................................... 12 2.3 时钟 ..................................................................................................................................................................... 13 2.4 I/O 单元 ............................................................................................................................................................... 14 2.5 片上振荡器 ......................................................................................................................................................... 17 2.6 嵌入式硬核 ......................................................................................................................................................... 18 2.7 嵌入式 Flash ....................................................................................................................................................... 20 2.8 上电复位电路（POR） ..................................................................................................................................... 20 2.9 配置与测试 ......................................................................................................................................................... 20 2.10 UID（Unique Identification） ............................................................................................................................ 21 3 直流特性 ..................................................................................................................................................................... 22 3.1 器件允许的极限工作条件 ................................................................................................................................. 22 3.2 推荐的工作条件 ................................................................................................................................................. 22 3.3 ESD 及 Latch Up 指标........................................................................................................................................ 22 3.4 电源爬升时间 ..................................................................................................................................................... 22 3.5 上电复位电压标准 ............................................................................................................................................. 23 3.6 热插拔电气参数 ................................................................................................................................................. 23 3.7 单端 I/O 直流特性 .............................................................................................................................................. 23 3.8 差分 I/O 电气特性 .............................................................................................................................................. 23 3.9 输入直流特性 ..................................................................................................................................................... 26 3.10 静态电流 ......................................................................................................................................................... 27 3.11 嵌入式 Flash 编程和擦除电流........................................................................................................................... 27 4 交流特性 ..................................................................................................................................................................... 28 4.1 DRM 的开关特性 ............................................................................................................................................... 28 4.2 时钟交流特性 ..................................................................................................................................................... 28 4.3 PLL 交流特性 ..................................................................................................................................................... 28 4.4 配置模式交流特性 ............................................................................................................................................. 29 4.5 I2C 接口交流特性 ............................................................................................................................................... 30 4.6 硬核 SPI 接口交流特性 ..................................................................................................................................... 30 4.7 IO Buffer 性能..................................................................................................................................................... 31 4.8 高速数据传输性能 ............................................................................................................................................. 31 4.9 主自加载时间 ..................................................................................................................................................... 31 5 联系方式 ..................................................................................................................................................................... 32 免责声明 ............................................................................................................................................................................. 33 1 DS03001（V1.4） 第 4 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 图目录 图 图 图 图 图 图 1 Compact 系列 CPLD 器件命名............................................................................................................................. 10 2 PGC1KL bank 分布顶视图 ................................................................................................................................... 15 3 PGC1KG/2K/4K/7K/10K bank 分布顶视图 ......................................................................................................... 15 4 LVDS\BLVDS\LVPECL33 电压波形.................................................................................................................... 24 5 MIPI 接收端电压波形 ........................................................................................................................................... 25 6 MIPI 发送端电压波形 ........................................................................................................................................... 26 表目录 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 表 1 Compact 系列 CPLD 器件资源............................................................................................................................... 9 2 CPLD 封装与 I/O 数量............................................................................................................................................ 9 3 Compact 系列 CPLD 文档列表............................................................................................................................. 10 4 DRM 配置列表 ...................................................................................................................................................... 12 5 双口 RAM 模式混合数据位宽列表 .................................................................................................................... 13 6 简单双口 RAM 模式混合数据位宽列表 ............................................................................................................ 13 7 Compact 系列 CPLD 器件 Bank 资源分布 .......................................................................................................... 15 8 Compact 系列 CPLD 支持的 I/O 标准 ................................................................................................................. 16 9 I/O 延迟单元的步进延时 ...................................................................................................................................... 17 10 OSC 输出频率 ..................................................................................................................................................... 17 11 CPLD 器件的 OSC 精度列表 ............................................................................................................................. 18 12 CPLD 允许的极限工作条件 ............................................................................................................................... 22 13 推荐的器件工作条件 ......................................................................................................................................... 22 14 ESD 及 Latch Up 指标......................................................................................................................................... 22 15 电源爬升时间 ..................................................................................................................................................... 22 ， 16 上电复位电压标准 1,2 ....................................................................................................................................... 23 17 热插拔电气参数 ................................................................................................................................................. 23 18 单端 I/O 直流特性 .............................................................................................................................................. 23 19 LVDS 直流特性 ................................................................................................................................................... 24 20 BLVDS 直流特性 ................................................................................................................................................ 24 21 LVPECL33 直流特性 .......................................................................................................................................... 24 22 MIPI 接收端直流特性 ......................................................................................................................................... 25 23 MIPI 发送端直流特性 ......................................................................................................................................... 26 24 推荐工作条件下的输入直流特性 ..................................................................................................................... 26 25 静态电流 ............................................................................................................................................................. 27 26 嵌入式 Flash 编程和擦除电流 1,2 ...................................................................................................................... 27 27 DRM 的开关特性 ................................................................................................................................................ 28 28 时钟交流特性 ..................................................................................................................................................... 28 29 PLL 交流特性 ...................................................................................................................................................... 28 30 配置模式交流特性 ............................................................................................................................................. 29 31 I2C 接口交流特性 ................................................................................................................................................ 30 32 硬核 SPI 接口交流特性 ..................................................................................................................................... 30 33 IO Buffer 性能...................................................................................................................................................... 31 34 高速数据传输性能列表 ..................................................................................................................................... 31 35 主自加载时间 1 ................................................................................................................................................... 31 DS03001（V1.4） 第 5 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 缩略语清单 Abbreviations 缩略语 CPLD explanation 中文解释 CLM DRM IDDR ODDR APB POR ESD CRAM NW TW RBW DS03001（V1.4） Full Spelling 英文全拼 Complex Programmable Logic Device Configurable Logic Module Dedicated RAM Module Input Double Data Rate Output Double Data Rate Advanced Peripheral Bus Power-On Reset Electro-Static Discharge Configurable RAM Normal Write Transparent Write Read Before Write Chinese Explanation 中文解释 复杂可编程逻辑器件 可配置逻辑模块 专用RAM存储模块 双倍数据率输入 双倍数据率输出 高级外围总线 上电复位电路 静电释放 配置系统存储空间 普通写模式 透明写模式 先读后写模式 第 6 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 本文档主要描述了深圳市紫光同创电子有限公司（以下简称紫光同创）Compact 系列 CPLD 器件 的产品型号与资源规模列表、功能说明，以及直流和交流特性等内容，能让用户对 CPLD 器件有全面 的了解，方便用户进行器件选型。 1 Compact 系列 CPLD 总体介绍 Compact 系列器件是采用 55nm 工艺制造的低成本、高密度 IO 并具有非易失性的 CPLD 产品， 采用先进的封装技术，提供上电瞬间启动功能；其中 LUT4 容量涵盖 1300~9900；包括有专用存储模 块（DRM），多样的片上时钟资源，多功能的 I/O 资源，丰富的布线资源，并集成了 SPI，I2C 和定时 器/计数器等硬核。Compact 系列 CPLD 还支持多种配置模式，支持远程升级和双启动功能，同时提 供 UID（Unique Identification）等功能以保护用户的设计安全。 Compact 系列 CPLD 器件包含 G（通用型）、L（低功耗）和 D（支持主自加载双启动功能）三种 版本，支持两个速度等级-5 和-6，其中-6 为最快等级。G 型和 D 型器件支持外部供电电压 VCC 为 2.5V 或 3.3V，经过内部 LDO 电路产生内核电压，内核电压 VCCCORE 是 1.2 V；L 型器件只支持 VCC 为 1.2V， VCCCORE 与 VCC 相同。CPLD 器件的每个 I/O Bank 电源由其对应的 VCCIO 单独供电，支持 1.2V、1.5V、 1.8V、2.5V 和 3.3V。 DS03001（V1.4） 第 7 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 1.1 主要特征  灵活的架构  逻辑资源 1300-9900 个等效 LUT4  用户 I/O 最多达到 384 个  多功能的I/O   OSERDES 支持 4:1，7:1，8:1  ISERDES 支持 1:4，1:7，1:8  时钟资源  支持不同类型的 I/O 接口 ——LVCMOS33/LVCMOS25/LVCMOS18 /LVCMOS15/ LVCMOS12 ——LVTTL33 8 条全局时钟线和 8 条全局信号线，支 持最高 400MHz  4 个 I/O 时钟网络，支持最高 600MHz  支持最多 2 个 PLL  多种配置方式及应用 ——PCI33  支持 JTAG 配置 ——LVDS/MLVDS/LVPECL33  支持主自加载  支持主 SPI 配置  支持从 SPI 配置 /BLVDS25/RSDS ——MIPI  支持 2 级热插拔  支持从 I2C 配置  可选的内部差分输入终端匹配电阻  支持从并配置 100 Ω  支持双启动功能  可编程的摆率  支持远程升级  可编程的弱上拉或弱下拉属性  支持压缩位流  包含输入、输出和三态寄存器  支持 IDDR（1:2）以及 ODDR（2:1）  2 个 I2C 硬核  包含 I/O 输入输出延迟单元  1 个 SPI 硬核  1 个定时器/计数器  1 个片上振荡器  专用存储模块  嵌入式硬核  单个 DRM 提供 9Kbits 存储空间  支持多种工作模式，包括双口（DP）RAM，  应用领域   简单双口（SDP）RAM，单口（SP） RAM  消费类电子产品 或 ROM 模式，以及 FIFO 模式  计算与存储 双口 RAM 和简单双口 RAM 支持双端口  无线通讯 混合数据位宽  工业控制系统 支持字节使能功能  自动驾驶系统  支持高速数据传输 DS03001（V1.4） 第 8 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 1.2 器件资源与封装信息 Compact 系列 CPLD 器件具有不同的资源规模。不同类型的 CPLD 的资源列表如表 1 所示： 表 1 Compact 系列 CPLD 器件资源 资源名称 CLM DRM PGC1K PGC2K PGC4K PGC7K PGC10K LUT5 1064 2024 3968 5920 8256 等效LUT4 1276 2428 4761 7104 9907 FF 1596 3036 5952 8880 12384 分 布 式 ram （Kbits） 11 16 39 56 78 9K1 7 8 11 26 45 72 99 234 405 最大容量（Kbits） 63 PLL 1 1 2 2 2 用户可用的嵌入式Flash 最大容量（Kbits）2 803 80 1520 2070 3016 嵌 入 式 Flash 最 大 容 量 （Kbits）4 664 664 2560 3616 5120 I2C 2 2 2 2 2 SPI 1 1 1 1 1 定时器/计数器 1 1 1 1 1 片上振荡器 1 1 1 1 1 是否支持MIPI D-PHY 是 是 是 是 是 硬 核 1. 每个 DRM 的容量是 9 Kbits 2. 用户可用的嵌入式 Flash 最大容量是指，除去一套不包含初始化数据的普通位流剩余的普通存储器空间大小 3. PGC1KL 的用户可用的嵌入式 Flash 最大容量为 310Kbits，PGC1KG 的用户可用的嵌入式 Flash 最大容量为 80Kbits 4. 嵌入式 Flash 最大容量是指普通存储器的空间大小，用户可用来存储位流或其他用户数据等 CPLD 器件的封装信息如表 2 所示。 表 2 CPLD 封装与 I/O 数量 器件 封装信息 UWG36 （2.5mm*2.5mm，0.4mm） PGC1KL PGC1KG PGC2KL PGC2KG UWG81 （20mm*20mm，0.5mm） SSBG256 DS03001（V1.4） 115/91 115/91 PGC10KD 64/101 （3.8mm*3.8mm，0.4mm） LPG144 PGC7KD 39/51 （3.2mm*3.2mm，0.4mm） LPG100 PGC4KD 29/31 UWG49 （14mm*14mm，0.5mm） PGC4KL 80/41 80/41 112/41 112/41 207/141,2 207/141,2 第 9 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 器件 PGC1KL 封装信息 PGC1KG PGC2KL PGC2KG PGC4KL PGC4KD PGC7KD 207/181,2 207/191 PGC10KD （9mm*9mm，0.5mm） MBG256 （14mm*14mm，0.8mm） 207/141,2 207/141,2 MBG324 280/181,2 （15mm*15mm，0.8mm） MBG332 275/181,2 （17mm*17mm，0.8mm） MBG400 279/211 336/211,2 （17mm*17mm，0.8mm） MBG484 384/241,2 （19mm*19mm，0.8mm） FBG256 （17mm*17mm，1.0mm） 207/141,2 207/141,2 207/181,2 FBG484 335/211,2 （23mm*23mm，1.0mm） 1. X/Y 表示 X 个用户 I/O，Y 对真差分输出管脚 2. 这些器件支持从并配置模式 1.3 器件编号内容和意义 Compact 系列 CPLD 器件的编号内容和意义如图 1 所示。 示例 : PGC 2K G - 6 I FBG 256 管脚数目 封装形式 温度范围: 产品系列： Compact系列 产品类型： 1K/2K/4K/7K 5: 低速 6: 高速 C = Commercial ( Tj = 0 ℃ to +85℃ ) I = Industrial ( Tj = - 40 ℃ to +100℃) G: 通用型器件 L : 低功耗器件 D: 支持主自加载双启动功能的器件 图 1 Compact 系列 CPLD 器件命名 1.4 参考文档 表 3 Compact 系列 CPLD 文档列表 文档编号 文档名称 UG030001 《Compact系列CPLD可配置逻辑模块（CLM）用户指南》 UG030002 《Compact系列CPLD专用RAM模块（DRM）用户指南》 DS03001（V1.4） 第 10 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 文档编号 文档名称 UG030003 《Compact系列CPLD时钟资源（Clock&PLL）用户指南》 UG030004 《Compact系列CPLD配置（Configuration）用户指南》 UG030005 《Compact系列CPLD输入输出接口（IO）用户指南》 UG030006 《Compact系列CPLD嵌入式Flash（EFlash）用户指南》 UG030007 《Compact系列CPLD嵌入式硬核用户指南》 UG030008 《Compact系列GTP用户指南》 UG030009 《Compact系列单板硬件设计用户指南》 DS03001（V1.4） 第 11 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 2 Compact 系列 CPLD 功能说明 2.1 可配置逻辑模块（CLM） CLM（Configurable Logic Module, 可配置逻辑模块）是 Compact 系列 CPLD 器件的基本逻辑单 元，每个 CLM 包含 4 个 LUT5、6 个寄存器、位扩展功能选择器、快速进位逻辑以及各自独立的 4 条级联链，其中级联链包括快速进位链 (Carry Chain)，复位/置位控制级联链 (RS Chain)，时钟使能 控制级联链 (CE Chain)和移位寄存器数据级联链 (SR Chain)。 每个 CLM 中 2 个 LUT5 可以实现 1 个 LUT6，2 个 LUT6 可以实现 1 个 LUT7。相邻的两个 CLM 可以实现 1 个 LUT8 逻辑。 CPLD 的 CLM 有两种类型：  CLMA，可实现逻辑、算术、移位寄存器以及 ROM 功能  CLMS，在 CLMA 实现功能基础上增加分布式 RAM 功能 CLM 可以配置成不同的功能模式：  逻辑功能模式  算术功能模式  ROM 存储器模式  分布式 RAM 存储器模式  多路数据选择器  输出寄存器 详细信息请查看《UG030001_Compact 系列 CPLD 可配置逻辑模块（CLM）用户指南》 。 2.2 专用存储模块（DRM） Compact 系列 CPLD 器件包含最多 45 个 DRM，每个 DRM 有 9Kbits 存储单元，以及输入寄存器 和输出寄存器。  多种工作模式 DRM 支持多种工作模式，包括双口 RAM，简单双口 RAM，单口 RAM 或 ROM 模式，以及 FIFO 模式。表 4 给出了 CPLD 的 DRM 支持的配置模式。 表 4 DRM 配置列表 单口RAM DRM模式 存储模式 DS03001（V1.4） 双口RAM 简单双口RAM FIFO 8K*1 8K*1 8K*1 8K*1 4K*2 4K*2 4K*2 4K*2 2K*4 2K*4 2K*4 2K*4 第 12 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 1K*9(8) 1K*9(8) 1K*9(8) 1K*9(8) 512*18(16) N/A 512*18(16) 512*18(16)  支持混合数据位宽 DRM 在双口 RAM 和简单双口 RAM 模式下支持双端口混合数据位宽。 表 5 双口 RAM 模式混合数据位宽列表 B 端口 A 端口 8K x 1 4K x 2 2Kx4 1Kx8 8Kx1 √ √ √ √ 4Kx2 √ √ √ √ 2Kx4 √ √ √ √ 1Kx8 √ √ √ √ 1Kx9 √ 1Kx9 表 6 简单双口 RAM 模式混合数据位宽列表 读端口 写端口 8Kx1 4Kx2 2Kx4 1Kx8 512x16 1Kx9 512x18 8Kx1 √ √ √ √ √ 4Kx2 √ √ √ √ √ 2Kx4 √ √ √ √ √ 1Kx8 √ √ √ √ √ 512x16 √ √ √ √ √ 1Kx9 √ √ 512x18 √ √  支持字节使能 DRM 支持写操作的字节使能功能，即通过使能信号实现对选定数据字节的写入，同时屏蔽同一 地址索引的其它字节的写入。  可选的输出寄存器 针对数据输出端口，DRM 特别提供了可选的输出寄存器，以取得更好的时序性能。  DRM级联扩展 多个 DRM 可以通过级联扩展的方式组合成更大的双口 RAM，简单双口 RAM，单口 RAM 或 ROM 以及 FIFO。对此，DRM 提供额外的 3bits 地址扩展，用于深度扩展的应用。 详细信息请查看《UG030002_Compact 系列 CPLD 专用 RAM 模块（DRM）用户指南》。 2.3 时钟 Compact 系列 CPLD 器件有最多 8 对专用时钟差分输入管脚，这些管脚可以接收差分输入信号也 可以接收单端输入信号。当单端时钟信号接入时，使用差分信号的 P 端。作为时钟输入，这些管脚用 来驱动时钟线，当这些管脚不需要驱动时钟线时，也可以作为通用 I/O 使用。  全局时钟网络 DS03001（V1.4） 第 13 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 全局时钟网络支持 8 个全局时钟以及 8 个全局信号，8 个全局信号也可用作全局时钟使用。 全局时钟可以为器件内的各种资源提供时钟，如 CLM，DRM 和 IO Logic。全局时钟支持 400MHz 的时钟频率。全局时钟支持时钟动态使能和动态切换功能。 全局信号用来作为全局控制信号，如时钟使能信号，同步/异步清零、复位或者输出使能信号。  I/O时钟网络 I/O 时钟网络有 4 个，BANK0 和 BANK2 附近各有 2 个。时钟信号可以通过 I/O 时钟到达 IO Logic， 作为信号的高速采样时钟。 I/O 时钟具有频率高（600MHz）和频偏小的特点。I/O 时钟支持动态使能的功能。  PLL Compact 系列 CPLD 器件最多有 2 个 PLL。PLL 是 CPLD 提供时钟资源的核心子系统，主要功能 有时钟频率综合，降低时钟偏移，调整时钟相位以及低功耗管理等。 PLL 的输入时钟支持从外部 I/O 输入和内部互联输入时钟。支持两个输入时钟进行动态切换。PLL 的反馈时钟支持从外部 I/O 输入和内部互联输入。 PLL 支持多个时钟输出，每个时钟输出具有独立的分频器，支持 1-128 分频；每个时钟输出可以 级联，PLL 之间也可以级联；每个时钟输出具有可选的动态时钟使能控制；PLL 还支持精度为 16 位 的小数分频时钟输出，可以让用户产生非整数的输出时钟。小数分频计算方法和使用限制详见 《UG030003_Compact 系列 CPLD 时钟资源（Clock&PLL）用户指南》。 PLL 支持静态配置和动态控制时钟相位两种方式。其中，动态调节 PLL 的相位时，可以用 APB 接口改写，或者通过端口来控制。PLL 可以动态连续实现相位逐渐递增或者递减，且相位调节过程中， 被调节的时钟输出没有毛刺。 PLL 支持待机（Standby）模式，即在设计中不需要用到 PLL 时，可以让 PLL 处于下电状态，以 节省功耗。 PLL 支持用户通过 APB 接口对 PLL 工作参数进行动态地改变，为用户动态配置 PLL 提供另一种 方式。详细信息可查看《UG030003_Compact 系列 CPLD 时钟资源（Clock&PLL）用户指南》。 2.4 I/O 单元 2.4.1 IO Buffer（IOB） IO Buffer 按照不同器件规模有不同数量的 I/O Bank（详见表 7），各器件的 bank 分布如图 2 和 图 3 所示。 DS03001（V1.4） 第 14 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 Bank 3 Bank 1 Bank 0 Bank 2 图 2 PGC1KL bank 分布顶视图 Bank 0 Bank 5 Bank 1 Bank 4 Bank 3 Bank 2 图 3 PGC1KG/2K/4K/7K/10K bank 分布顶视图 表 7 Compact 系列 CPLD 器件 Bank 资源分布 PGC1KL1 I/O Bank资源 PGC2K1 PGC1KG PGC4K1 PGC10K PGC7K I/O Banks 左 1 3 3 3 3 3 I/O Banks 右 1 1 1 1 1 1 I/O Banks 上 1 1 1 1 1 1 I/O Banks 下 1 1 1 1 1 1 I/O Banks 总数 4 6 6 6 6 6 1. UWG 封装的器件只引出 3 个 bank 的 I/O，详细信息请见封装手册 每个 bank 独立支持 1.2V-3.3V bank 电压，整个 bank 中的 IO 不使用时，bank 电源可以悬空或连 接正常的工作电压，建议接 VCC。每个 bank 支持多种单端和差分接口标准，以适应不同的应用场景。 IO Buffer 功能强大，可灵活配置 I/O 标准、输出驱动能力、摆率、输入迟滞和总线保持状态等。此外， IO Buffer 还支持热插拔属性，防止芯片由于泄漏电流过大而损坏；支持内部差分输入终端匹配电阻 100Ω，支持 LVDS 和 MIPI 电平标准。 Compact 系列 CPLD 器件的所有 I/O 都支持差分输入，但只有器件下侧（Bank2）的 I/O 支持内 部差分输入终端匹配电阻。上侧（Bank0）的部分 I/O 支持真差分输出（定义为 DIFFIO 的管脚支持 真差分输出，具体管脚定义请见 PK 系列封装手册）。CPLD 支持的 I/O 标准如表 8 所示。 DS03001（V1.4） 第 15 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 表 8 Compact 系列 CPLD 支持的 I/O 标准 I/O标准 位置 I/O典型工作电压 备注 输入单端标准 LVTTL33 3.3 V 上下左右 LVCMOS 3.3/2.5/1.8/1.5/1.2 V 上下左右 PCI33 3.3 V 下 输入差分标准 LVDS 3.3/2.5 V 上下左右 BLVDS 3.3/2.5 V 上下左右 MLVDS 3.3/2.5 V 上下左右 RSDS 3.3/2.5 V 上下左右 LVPECL33 3.3/2.5 V 上下左右 MIPI(D-PHY) 1.2 V 上下左右 只有下面（BANK2）的差分对支持内部终端匹配电阻 只有下面（BANK2）的差分对支持内部终端匹配电阻 输出单端标准 LVTTL33 3.3 V 上下左右 LVCMOS 3.3/2.5/1.8/1.5/1.2 V 上下左右 PCI33 3.3 V 下 输出差分标准 LVDS 3.3/2.5 V 上 真差分，只有功能名称为DIFFIO的管脚支持，详见封装手册 BLVDS 2.5 V 上下左右 LVCMOS模拟 MLVDS 2.5 V 上下左右 LVCMOS模拟 RSDS 2.5 V 上下左右 LVCMOS模拟 LVPECL33 3.3 V 上下左右 LVCMOS模拟 MIPI(D-PHY) 2.5 V 上 双向电平标准 LVTTL33 3.3 V 上下左右 LVCMOS 3.3/2.5/1.8/1.5/1.2 V 上下左右 2.4.2 IO Logic（IOL） IO Logic 主要包含以下功能：  输入、输出、三态组合逻辑  输入寄存器（触发器/锁存器），输出寄存器（触发器）和三态寄存器（触发器）  IDDR（1:2）和ODDR（2:1），其中ODDR包括输出和三态的ODDR DS03001（V1.4） 第 16 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 I/O 输入输出延迟单元 2.4.3 CPLD 的 I/O 输入延迟功能和输出延迟功能分别由同一个延迟单元单独实现。所有 I/O 均支持输 入和输出延迟的静态配置，但只有器件下侧的 I/O 支持动态可调输入延迟，所有 I/O 都不支持动态可 调输出延迟。 表 9 I/O 延迟单元的步进延时 符号 说明 TIODELAY 2.4.4 最小值 每个输入/输出延迟步进的延时 55 ps 典型值 79 ps 最大值 125 ps 高速数据传输 I/O 单元通过与 ISERDES 和 OSERDES 模块配合使用，可以实现高速数据的收发。  ISERDES：针对高速接口，支持1:4，1:7，1:8  OSERDES：针对高速接口，支持4:1，7:1，8:1 所有 Bank 都支持 IDDR/ODDR 和输入/输出/三态寄存器。针对高速接口应用，下侧的 Bank 支持 ISERDES，上侧的 Bank 支持 OSERDES。 2.4.5 热插拔 Compact 系列 CPLD 器件支持 2 级热插拔功能。每个 IO Buffer 都支持热插拔功能，以防止当器 件供电电压低于外部输入信号电压时，电流从信号管脚流入器件衬底，导致 latch-up 产生。 详细信息请查看《UG030005_Compact 系列 CPLD 输入输出接口（IO）用户指南》。 2.5 片上振荡器 每个 Compact 系列 CPLD 器件都有一个片上振荡器（OSC）。OSC 的输出可以通过编程互联到全 局时钟网络或者互联到 PLL 作为 PLL 的参考时钟。OSC 的输出还可以为配置系统提供可编程配置时 钟，作为主配置时钟使用。OSC 的输出也可以为嵌入式 Flash 提供固定频率时钟。 用户可通过例化 GTP_OSC_E2 进行 OSC 的时钟分频。OSC 的本征频率为 266MHz，整数分频系 数范围为 2-128，OSC 输出频率范围为 2.08MHz-133MHz，这些频点是非连续的，默认值为 2.08MHz。 当 OSC 输出的时钟作为用户时钟时，可输出的频率如表 10 所示。 表 10 OSC 输出频率 OSC 输出频率（分频系数） ，单位 MHz 2.08(128) 2.09(127) DS03001（V1.4） 2.11(126) 2.13(125) 2.15(124) 2.16(123) 2.18(122) 2.20(121) 第 17 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 OSC 输出频率（分频系数） ，单位 MHz 2.22(120) 2.24(119) 2.25(118) 2.27(117) 2.29(116) 2.31(115) 2.33(114) 2.35(113) 2.38(112) 2.40(111) 2.42(110) 2.44(109) 2.46(108) 2.49(107) 2.51(106) 2.53(105) 2.56(104) 2.58(103) 2.61(102) 2.63(101) 2.66(100) 2.69(99) 2.71(98) 2.74(97) 2.77(96) 2.80(95) 2.83(94) 2.86(93) 2.89(92) 2.92(91) 2.96(90) 2.99(89) 3.02(88) 3.06(87) 3.09(86) 3.13(85) 3.17(84) 3.20(83) 3.24(82) 3.28(81) 3.33(80) 3.37(79) 3.41(78) 3.45(77) 3.50(76) 3.55(75) 3.59(74) 3.64(73) 3.69(72) 3.75(71) 3.80(70) 3.86(69) 3.91(68) 3.97(67) 4.03(66) 4.09(65) 4.16(64) 4.22(63) 4.29(62) 4.36(61) 4.43(60) 4.51(59) 4.59(58) 4.67(57) 4.75(56) 4.84(55) 4.93(54) 5.02(53) 5.12(52) 5.22(51) 5.32(50) 5.43(49) 5.54(48) 5.66(47) 5.78(46) 5.91(45) 6.05(44) 6.19(43) 6.33(42) 6.49(41) 6.65(40) 6.82(39) 7.00(38) 7.19(37) 7.39(36) 7.60(35) 7.82(34) 8.06(33) 8.31(32) 8.58(31) 8.87(30) 9.17(29) 9.50(28) 9.85(27) 10.23(26) 10.64(25) 11.08(24) 11.57(23) 12.09(22) 12.67(21) 13.30(20) 14.00(19) 14.78(18) 15.65(17) 16.63(16) 17.73(15) 19.00(14) 20.46(13) 22.17(12) 24.18(11) 26.60(10) 29.56(9) 33.25(8) 38.00(7) 44.33(6) 53.20(5) 66.50(4) 88.67(3) 133.00(2) Compact 系列 CPLD 各器件的 OSC 的精度如表 11 所示。 表 11 CPLD 器件的 OSC 精度列表 器件 PGC1KL PGC1KG PGC2KL PGC2KG PGC4KL PGC4KD PGC7KD PGC10KD 商业级（C） ±5.5% ±10% ±5.5% ±10% ±5.5% ±10% ±10% ±10% 工业级（I） ±10% ±10% ±10% ±10% ±10% ±10% ±10% ±10% 温度等级 详细信息可查看《UG030003_Compact 系列 CPLD 时钟资源（Clock&PLL）用户指南》。 2.6 嵌入式硬核 Compact 系列 CPLD 器件内嵌了多个硬核，如 I2C、SPI 和定时器/计数器。用户可通过 APB 接 口访问这些硬核。 2.6.1 I2C 硬核 每个 CPLD 器件都包含 2 个 I2C 硬核，每个 I2C 硬核都可以配置为主设备和从设备。当 I2C 硬核 被配置为主设备时，它就可以通过 I2C 总线接口控制其他设备；当它做为从设备时，它可以为 I2C 主 DS03001（V1.4） 第 18 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 设备提供扩展 I/O。 I2C 硬核主要支持如下功能：  可配置为主设备或从设备，支持主从操作  7-bit 和 10-bit 寻址  多个主设备仲裁  支持快速模式/标准模式 I2C 总线协议，最高 400kHz 的数据传输速度  8-bit APB 总线的用户接口  支持软复位  支持中断  支持全呼地址 SPI 硬核 2.6.2 每个 CPLD 器件都包含 1 个 SPI 硬核，它可以配置为主设备或从设备。当它做为主设备时，它可 以通过 SPI 总线去控制其他带有 SPI 接口的芯片；当它做为从设备时，它可以当做外部 SPI 主设备的 接口。SPI 硬核支持如下功能：  可配置为主设备或从设备，支持主从操作  支持中断  双缓冲数据寄存器  极性和相位可编程的串行时钟  数据传输支持最低位先发或最高位先发  8-bit APB 总线的用户接口  最多控制 8 个从设备 定时器/计数器硬核 2.6.3 每个 CPLD 器件都提供了一个通用的，双向 16-bit 的定时器/计数器硬核。它有独立的输出比较 单元并支持脉宽调制。该硬核支持如下功能：  支持如下工作模式 ——看门狗 ——自动清零定时器 ——快速脉宽调制 ——相位和频率校正脉宽调制 DS03001（V1.4） 第 19 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册  可编程的时钟输入  支持中断请求  自动重加载  支持时间戳  8-bit APB 总线的用户接口 详细信息可查看《UG030007_Compact 系列 CPLD 嵌入式硬核用户指南》。 2.7 嵌入式 Flash Compact 系列 CPLD 器件包含了一个嵌入式 Flash，它可以用来存储配置信息，或者为用户提供 通用的 Flash 存储空间。嵌入式 Flash 有如下特点：  供电电压 1.2V，由 VCCCORE 提供  存储空间最高可达 5120 Kbits  至少 10 万次擦写操作  自加寻址  支持 JTAG，I2C，SPI 和 APB 接口 详细信息可查看《UG030006_Compact 系列 CPLD 嵌入式 Flash（EFlash）用户指南》。 2.8 上电复位电路（POR） Compact 系列 CPLD 器件具有上电复位电路（POR），它在器件上电时和工作期间监控器件的 VCCCORE 和 VCCIO0。上电开始后，当 POR 电路检测到 VCCCORE 和 VCCIO0 达到 VPUP（如表 16 所 示）后，器件就会开始进行初始化。 复用 I/O 可通过设置特征控制位来设置成配置 I/O 或用户 I/O。所有 I/O 在上电期间为低电平；在 配置前和配置期间，用户 I/O 呈弱下拉，配置 I/O 呈弱上拉或其固有状态；在配置完成进入用户模式 后，用户 I/O 才释放给用户使用。所有 I/O 在不同阶段的状态详见《UG030004_Compact 系列 CPLD 配置（Configuration）用户指南》。 进入用户模式后，POR 电路继续监控 VCCCORE。如果 VCCCORE 降到 VPDN 指定的电压，芯片不能 保证正确工作；一旦发生这种情况，POR 电路复位整个芯片，并再次监控 VCCCORE 和 VCCIO0。 2.9 配置与测试  配置 Compact 系列 CPLD 器件包含多种配置接口，JTAG、SPI 和 I2C。其中， JTAG 支持 IEEE 1149.1 DS03001（V1.4） 第 20 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 边界扫描规范和 IEEE 1532 系统内配置规范。在这些配置接口的支持下，可以有多种模式来配置 Compact 器件。  主自加载  JTAG 模式  主 SPI 模式  从 SPI 模式  从 I2C 模式  从并模式（不是所有器件都支持，支持的器件请见表 2 CPLD 封装与 I/O 数量） 器件上电完成后，开始进行器件的初始化操作，然后选择配置模式；不同的配置模式有不同的配 置接口，配置模式确定后，对应的管脚就被设置为配置管脚，然后进行位流的加载；完成位流的加载 后，进行 CRC 校验；CRC 校验成功后，进入用户模式。 所有的配置管脚都是复用的，当一些配置管脚没有被用来做配置功能时进入用户模式后，它们就 可以用来做通用 I/O。 CPLD 器件支持压缩位流。 CPLD 器件支持回读功能，用来从 CRAM 里读出配置数据。在回读的过程中并不影响系统的正 常工作。同时也支持禁止回读，保护用户信息安全。 CPLD 器件支持双启动功能。 CPLD 器件支持远程升级功能。  边界扫描测试 Compact 系列 CPLD 器件集成了边界扫描单元，它支持 IEEE 1149.1，用户可以通过 JTAG 进行 访问。JTAG 包含 4 个信号，TDI，TDO，TCK 和 TMS。 器件内部的每个 I/O 都附加了一个边界扫描单元，这些边界扫描单元在器件内部通过输入输出管 脚相互串联起来。测试数据从 TDI 端口进入，通过串行移位的方式访问每个 I/O，然后从 TDO 流出， 通过分析测试响应，可以实现待测电路的故障诊断。 JTAG 的端口由 VCCIO0 供电，支持 LVCMOS33/ LVCMOS25/ LVCMOS18/ LVCMOS15/ LVCMOS12。详细信息可查看《UG030004_Compact 系列 CPLD 配置（Configuration）用户指南》。 2.10 UID（Unique Identification） 每个 Compact 系列的 CPLD 器件都有唯一的 UID，它可以用来跟踪信息或者保证 IP 的安全性。 UID 的位宽是 64 位，只读不可写。UID 可以通过片内 UID 接口或者片内 APB 接口进行读操作，也 可以通过 SPI，I2C 或者 JTAG 接口进行读操作。 详细信息可查看《UG030004_Compact 系列 CPLD 配置（Configuration）用户指南》。 DS03001（V1.4） 第 21 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 直流特性 3 3.1 器件允许的极限工作条件 Compact 系列 CPLD 器件允许的极限工作条件如表 12 所示： 表 12 CPLD 允许的极限工作条件 参数说明 1,2 L 型（1.2V） G 型/D 型（2.5V/3.3V） 外部供电电压VCC -0.5 V ~ 1.32 V -0.5 V ~ 3.75 V I/O Bank电压VCCIO -0.5 V ~ 3.75 V -0.5 V ~ 3.75 V -0.5 V ~ 3.75 V -0.5 V ~ 3.75 V 输入I/O的电压 -0.5 V ~ 3.75 V -0.5 V ~ 3.75 V 存储环境温度（Ta） -55 ℃ ~ 125 ℃ -55 ℃ ~ 125 ℃ 结温TJ -40 ℃ ~ 125 ℃ -40 ℃ ~ 125 ℃ I/O三态电压 3 3 1. 超出上表所限制范围会导致器件永久损坏 2. 所有电压值都是以 GND 为参考 3. 下冲至-2V 允许的承受时间小于 20ns，上冲至(VIHMAX+2)V 允许的承受时间小于 20ns 3.2 推荐的工作条件 表 13 推荐的器件工作条件 符号 VCC1 VCCIO 1,2 TJ 说明 最小值 典型值 最大值 L 型器件的外部供电电压 1.14 V 1.2 V 1.26 V G 型/D 型器件的外部供电电压 2.375 V 2.5V/3.3 V 3.465 V I/O Bank 电压 1.14 V -- 3.465 V 商业级的工作结温 0 ℃ -- 85 ℃ 工业级的工作结温 -40 ℃ -- 100 ℃ 1. 相同的电源要连接到一起。例如，如果 VCCIO 和 VCC 是相同的电压值，它们必须来自相同的电源 2. 制板时，没有用到的 I/O Bank 的 VCCIO 管脚可以悬空也可以供电，建议连到 VCC；为了保证芯片正常工作，VCCIO0 必须正常供 电 3.3 ESD 及 Latch Up 指标 表 14 ESD 及 Latch Up 指标 ESD（HBM） Latch-up ESD（CDM） ±500 V ±2000 V ±100 mA 3.4 电源爬升时间 表 15 电源爬升时间 符号 说明 最小值 典型值 最大值 TVCCR VCC 的爬升时间 0.20 ms -- 100.0 ms TCCIOR I/O Bank 电压的爬升时间 0.20 ms -- 100.0 ms VCC 和各个 bank 的 VCCIO 没有上电顺序要求 DS03001（V1.4） 第 22 / 33 页 Compact 系列 CPLD 器件数据手册 3.5 上电复位电压标准 表 16 上电复位电压标准 1,2 符号 ， 说明 最小值 典型值 最大值 VPUP 上电复位触发电平（监控 VCCCORE 和 VCCIO0） 0.9 V -- 1.06 V VPUPEXT 上电复位触发电平（监控 VCC） 1.5 V -- 2.1 V VPDN 掉电复位触发电平（监控 VCCCORE） 0.75 V -- 0.93 V VPDNEXT 掉电复位触发电平（监控 VCC） 1.6 V -- 1.85 V 1． L 版器件内部没有 LDO，VCCCORE 和 VCC 相同；G/D 版器件的 VCCCORE 由 VCC 通过 LDO 产生 2． VPUPEXT 和 VPDNEXT 只针对 G/D 版器件 3.6 热插拔电气参数 表 17 热插拔电气参数 符号 说明 条件 热插拔时输入或者输出的漏电流 IDK 最小值 0