บน 02/10/2025 1,061

EP1C4F400C8 FPGA: คุณสมบัติข้อมูลจำเพาะการเขียนโปรแกรมและทางเลือกอื่น

หากคุณกำลังทำงานกับตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ EP1C4F400C8 จะช่วยให้คุณมีประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายในทางปฏิบัติในบทความนี้คุณจะได้เรียนรู้ว่า FPGA นี้คืออะไรคุณสมบัติที่สำคัญเช่นความจุตรรกะหน่วยความจำและตัวเลือก I/O และโครงสร้างของมันรองรับการออกแบบที่เชื่อถือได้อย่างไรนอกจากนี้คุณยังจะเห็นข้อมูลจำเพาะแอปพลิเคชันในระบบกระบวนการเขียนโปรแกรมและวิธีเปรียบเทียบกับส่วนที่คล้ายกัน

แคตตาล็อก

EP1C4F400C8 คืออะไร?

ที่ EP1C4F400C8 เป็นสมาชิกของตระกูล Cyclone FPGA ของ Intel (เดิมชื่อ Altera's) ซึ่งได้รับการออกแบบให้เป็นโซลูชั่นตรรกะที่ประหยัดต้นทุนและเชื่อถือได้สร้างขึ้นบนกระบวนการ SRAM 0.13 µm อุปกรณ์นี้มีความหนาแน่นของตรรกะปานกลางและตัวเลือก I/O ที่ยืดหยุ่นภายในแพ็คเกจ FBGA-400 ขนาดกะทัดรัดตระกูลพายุไซโคลนซึ่งรวมถึงอุปกรณ์เช่น EP1C3, EP1C6, EP1C12 และ EP1C20 ถูกสร้างขึ้นเพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความสามารถในการจ่ายสำหรับการออกแบบที่ปรับขนาดได้ช่วยให้การย้ายถิ่นระหว่างระดับความหนาแน่นและแพ็คเกจง่ายขึ้นเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความมั่นคงและการยอมรับในวงกว้างมันยังคงเป็นทางเลือกที่น่าเชื่อถือในการออกแบบมรดก

กำลังมองหา EP1C4F400C8 หรือไม่?ติดต่อเราเพื่อตรวจสอบหุ้นปัจจุบันเวลารอคอยและราคา

รุ่น EP1C4F400C8 CAD

สัญลักษณ์ EP1C4F400C8

EP1C4F400C8 FOETPRINT

รุ่น EP1C4F400C8 3D

คุณสมบัติ EP1C4F400C8

- ความจุตรรกะ

EP1C4F400C8 มีองค์ประกอบตรรกะประมาณ 4,000 รายการซึ่งจัดเป็น 400 บล็อกอาร์เรย์ลอจิก (ห้องปฏิบัติการ)สิ่งนี้ทำให้เหมาะสำหรับการออกแบบระดับกลางที่ต้องใช้ความหนาแน่นของตรรกะปานกลางในขณะที่รักษาประสิทธิภาพต้นทุน

- หน่วยความจำฝัง

มันรวมหน่วยความจำฝังตัวประมาณ 76.5 kbitsRAM ภายในนี้รองรับการบัฟเฟอร์ข้อมูลการจัดเก็บและฟังก์ชั่นหน่วยความจำขนาดเล็กลดความต้องการส่วนประกอบหน่วยความจำภายนอกในการออกแบบจำนวนมาก

- จำนวน I/O สูง

อุปกรณ์มีหมุด I/O ผู้ใช้ 301 ตัวในแพ็คเกจ FBGA 400 ลูกจำนวนพินสูงนี้ช่วยให้การเชื่อมต่อที่หลากหลายสำหรับระบบที่ซับซ้อนซึ่งต้องการส่วนต่อพ่วงหลายส่วน

- การสนับสนุนมาตรฐาน I/O กว้าง

รองรับมาตรฐาน I/O ที่หลากหลายรวมถึง LVTTL, LVCMOS, SSTL-2, SSTL-3 และ LVDS เชิงอนุพันธ์ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้ FPGA สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับตระกูลตรรกะที่ทันสมัยและอุปกรณ์หน่วยความจำที่หลากหลาย

- การส่งสัญญาณเชิงอนุพันธ์ความเร็วสูง

ด้วยการรองรับ LVDS สูงถึง 640 Mbps FPGA จัดการข้อกำหนดการถ่ายโอนข้อมูลที่รวดเร็วสิ่งนี้ทำให้สามารถใช้งานได้จริงสำหรับแอปพลิเคชันเช่นลิงก์การสื่อสารความเร็วสูงและอินเทอร์เฟซดิจิตอลที่รวดเร็ว

- การจัดการนาฬิกาด้วย PLLS

ชิปรวมลูปล็อคเฟสสองตัว (PLLs) และเครือข่ายนาฬิกาทั่วโลกแปดเครือข่ายคุณสมบัติเหล่านี้ช่วยให้การสร้างนาฬิกาที่แม่นยำการคูณและการควบคุมความกระวนกระวายใจสำหรับแอปพลิเคชันที่มีความสำคัญต่อเวลา

- การทำงานหลักของแรงดันไฟฟ้าต่ำ

การทำงานที่แรงดันไฟฟ้าแกน 1.5 V เล็กน้อยอุปกรณ์จะปรับสมดุลประสิทธิภาพด้วยการใช้พลังงานที่ต่ำกว่าระดับแรงดันไฟฟ้านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเทคโนโลยี 0.13-µm CMOS ที่ใช้ในการผลิต

- แรงดันไฟฟ้า I/O ที่ยืดหยุ่น

FPGA รองรับแรงดันไฟฟ้า I/O ที่ 1.5 V, 1.8 V, 2.5 V และ 3.3 V ในธนาคารที่แตกต่างกันความเก่งกาจนี้ช่วยให้สามารถเชื่อมต่อกับส่วนประกอบทั้งแบบมรดกและระบบที่ทันสมัย

- การกำหนดค่าที่ใช้ SRAM

เช่นเดียวกับ Cyclone FPGAs อื่น ๆ มันเป็นพื้นฐานของ SRAM และต้องการการกำหนดค่าใหม่ในทุก ๆ พลังงานสิ่งนี้ให้ความยืดหยุ่นสำหรับการอัปเดต แต่ยังจำเป็นต้องมีอุปกรณ์การกำหนดค่าภายนอกหรือคอนโทรลเลอร์

- การสนับสนุนการบีบอัดบิตสตรีม

EP1C4F400C8 รองรับการโหลดบิตสตรีมบีบอัดระหว่างการกำหนดค่าสิ่งนี้จะช่วยลดความต้องการหน่วยความจำภายนอกและเพิ่มความเร็วในการกำหนดค่า

- การปฏิบัติตาม PCI

มันมีการสนับสนุนในตัวสำหรับมาตรฐาน PCI (33/66 MHz, 32/64 บิต)คุณสมบัตินี้ช่วยให้อุปกรณ์ถูกรวมเข้ากับระบบที่ต้องการการเชื่อมต่อ PCI โดยตรงโดยไม่ต้องใช้ตรรกะการเชื่อมต่อเพิ่มเติม

โครงสร้างห้องปฏิบัติการพายุไซโคลน

แผนภาพแสดงโครงสร้างอาร์เรย์ลอจิก (LAB) ที่ใช้ใน Cyclone FPGA เช่น EP1C4F400C8ห้องปฏิบัติการแต่ละห้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายการเชื่อมต่อระหว่างกัน: การเชื่อมต่อระหว่างแถวการเชื่อมต่อระหว่างคอลัมน์และการเชื่อมต่อระหว่างท้องถิ่นซึ่งเป็นเส้นทางที่ส่งสัญญาณระหว่างองค์ประกอบตรรกะและบล็อกอื่น ๆการเชื่อมต่อระหว่างเชื่อมโยงโดยตรงให้เส้นทางที่รวดเร็วและมีความล่าช้าต่ำไปยังห้องปฏิบัติการที่อยู่ติดกันปรับปรุงประสิทธิภาพการกำหนดเวลาในเส้นทางสัญญาณสถาปัตยกรรมนี้มีความสำคัญเนื่องจากสร้างความสมดุลระหว่างการกำหนดเส้นทางความยืดหยุ่นด้วยประสิทธิภาพทำให้ FPGA สามารถจัดการการออกแบบที่ซับซ้อนในขณะที่ยังคงความเร็วและพื้นที่ที่เหมาะสม

ไดอะแกรม Banks Cyclone I/O

แผนภาพแสดงโครงสร้างธนาคาร I/O ของ Cyclone FPGAs เช่น EP1C4F400C8อุปกรณ์แบ่งออกเป็นธนาคาร I/O สี่แห่งซึ่งขับเคลื่อนด้วยบัสซัพพลายของตัวเองทำให้สามารถผสมมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันภายใน FPGA เดียวธนาคารทุกแห่งสนับสนุนมาตรฐาน I/O ที่หลากหลายรวมถึง LVTTL, LVCMOS, LVDS, RSDS และ SSTL ในขณะที่ Banks 1 และ 3 ยังรองรับ 3.3-V PCI สำหรับความเข้ากันได้กับระบบดั้งเดิมสถาปัตยกรรม I/O ที่ยืดหยุ่นนี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยให้สามารถรวมเข้ากับอุปกรณ์และอินเทอร์เฟซภายนอกได้อย่างราบรื่นทำให้ FPGA สามารถปรับให้เข้ากับแอพพลิเคชั่นต่างๆ

ข้อมูลจำเพาะ EP1C4F400C8

พิมพ์	พารามิเตอร์
ผู้ผลิต	Altera/Intel
ชุด	Cyclone®
การบรรจุหีบห่อ	ถาด
สถานะชิ้นส่วน	ล้าสมัย
จำนวนห้องปฏิบัติการ/CLBS	400
จำนวนองค์ประกอบตรรกะ/เซลล์	4000
บิตแรมทั้งหมด	78,336
จำนวน I/O	301
แรงดันไฟฟ้า - อุปทาน	1.425V ~ 1.575V
ประเภทการติดตั้ง	ติดตั้งพื้นผิว
อุณหภูมิการทำงาน	0 ° C ~ 85 ° C (TJ)
แพ็คเกจ / เคส	400-BGA
แพ็คเกจอุปกรณ์ซัพพลายเออร์	400-FBGA (21 × 21)
หมายเลขผลิตภัณฑ์พื้นฐาน	EP1C4

แอปพลิเคชัน EP1C4F400C8

1. การประมวลผลสัญญาณดิจิตอล (DSP)

EP1C4F400C8 สามารถตั้งโปรแกรมให้ทำงานเช่นการกรอง, FFT และการปรับสัญญาณการรวมกันขององค์ประกอบตรรกะและหน่วยความจำที่ฝังอยู่ทำให้เหมาะสำหรับการประมวลผลความเร็วสูงสิ่งนี้ช่วยให้สามารถแทนที่ชิป DSP แบบดั้งเดิมด้วยโซลูชัน FPGA ที่ยืดหยุ่นซึ่งสามารถเขียนโปรแกรมใหม่สำหรับอัลกอริทึมที่แตกต่างกัน

2. ระบบฝังตัวและควบคุม

ในระบบอุตสาหกรรมและฝังตัว FPGA นี้มักจะใช้เพื่อใช้ตัวควบคุมแบบกำหนดเองลำดับและเครื่องจักรของรัฐตรรกะที่กำหนดค่าใหม่ได้ช่วยให้สามารถปรับพฤติกรรมฮาร์ดแวร์ให้เหมาะกับความต้องการของระบบได้อย่างแม่นยำโดยการรวมตรรกะการควบคุมภายใน FPGA จำนวนส่วนประกอบภายนอกจะลดลงช่วยปรับปรุงความน่าเชื่อถือและลดต้นทุน

3. การสื่อสารและการเชื่อมต่อส่วนต่อประสาน

อุปกรณ์รองรับมาตรฐาน I/O ที่หลากหลายและสามารถทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมระหว่างโปรโตคอลการสื่อสารที่แตกต่างกันมันมักจะใช้ในการเชื่อมต่อ PCI, LVDS, SDRAM และอินเทอร์เฟซอื่น ๆ อย่างราบรื่นภายในระบบสิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์อย่างมากในอุปกรณ์เครือข่ายคอนโทรลเลอร์ฝังตัวและการแปลงอินเทอร์เฟซแบบดั้งเดิม

4. การเก็บข้อมูลและการประมวลผลข้อมูล

ด้วยความพร้อมใช้งาน I/O สูงและหน่วยความจำที่ยืดหยุ่น EP1C4F400C8 จึงเหมาะสำหรับระบบการรวบรวมข้อมูลมันสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ ADC และเซ็นเซอร์ประมวลผลข้อมูลในเวลาและเตรียมสำหรับการจัดเก็บหรือการส่งสัญญาณแอปพลิเคชันดังกล่าวเป็นเรื่องธรรมดาในเครื่องมือทางการแพทย์อุปกรณ์ทดสอบและอุปกรณ์การวัดทางวิทยาศาสตร์

EP1C4F400C8 ชิ้นส่วนที่คล้ายกัน

ข้อมูลจำเพาะ	EP1C4F400C8	EP1C4F400C8N	EP1C4F400C8NAA	EP1C4F400C6N	EP1C4F324C8N	EP1C4T144C8N
ผู้ผลิต	Altera (Intel)	Altera (Intel)	Altera (Intel)	Altera (Intel)	Altera (Intel)	Altera (Intel)
ครอบครัว FPGA	พายุไซโคลน (EP1C4)	พายุไซโคลน (EP1C4)	พายุไซโคลน (EP1C4)	พายุไซโคลน (EP1C4)	พายุไซโคลน (EP1C4)	พายุไซโคลน (EP1C4)
องค์ประกอบตรรกะ (LES)	4,000	4,000	4,000	4,000	4,000	4,000
หน่วยความจำฝังตัว (บิต)	~ 76.5 kbits	~ 76.5 kbits	~ 76.5 kbits	~ 76.5 kbits	~ 76.5 kbits	~ 76.5 kbits
I/O หมุด	301	301	301	301	249	97
แพ็คเกจ / เคส	400-FBGA	400-FBGA	400-FBGA	400-FBGA	324-FBGA	144-TQFP
เกรดความเร็ว	C8	C8	C8	C6 (เร็วขึ้น)	C8	C8
แรงดันหลัก	1.5 V	1.5 V	1.5 V	1.5 V	1.5 V	1.5 V
อุณหภูมิปฏิบัติการพิสัย	0 ° C ~ 85 ° C	0 ° C ~ 85 ° C	0 ° C ~ 85 ° C	0 ° C ~ 85 ° C	0 ° C ~ 85 ° C	0 ° C ~ 85 ° C

ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม EP1C4F400C8

ก่อนที่คุณจะใช้ EP1C4F400C8 FPGA คุณต้องโหลดการออกแบบของคุณลงในอุปกรณ์การเขียนโปรแกรมเกี่ยวข้องกับการกำหนดค่า FPGA ด้วยไฟล์บิตสตรีมเพื่อให้รู้วิธีปฏิบัติตามวงจรที่คุณต้องการ

1. เลือกรูปแบบการกำหนดค่าและตั้งหมุด MSEL

คุณเริ่มต้นด้วยการเลือกรูปแบบการกำหนดค่าที่เหมาะกับการตั้งค่าของคุณมากที่สุดเช่นอนุกรมที่ใช้งานอยู่อนุกรมพาสซีฟหรือ JTAGสิ่งนี้ทำได้โดยการตั้งค่าหมุด MSEL ให้เป็นระดับตรรกะที่เฉพาะเจาะจงก่อนเปิดเครื่องแต่ละโหมดใช้พินและโปรโตคอลที่แตกต่างกันดังนั้นคุณต้องยืนยันความเข้ากันได้กับเครื่องมือออกแบบและหน่วยความจำการกำหนดค่าของคุณการเลือกที่ถูกต้องที่นี่จะช่วยให้มั่นใจได้ว่ากระบวนการกำหนดค่าที่ราบรื่น

2. ใช้พลังงานและเริ่มต้นอุปกรณ์

ถัดไปเพิ่มพลังให้กับรางแกนและ I/O ของ FPGA ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ระบุในระหว่างการเริ่มต้นให้ Pin Nconfig ต่ำเพื่อเก็บอุปกรณ์ไว้ในการรีเซ็ตจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะมีเสถียรภาพเมื่อมีเสถียรภาพคุณจะปล่อยรีเซ็ตและสัญญาณความพร้อมของอุปกรณ์โดยการขับพิน NSTATUSสิ่งนี้รับประกันได้ว่า FPGA จะเริ่มต้นอย่างเหมาะสมก่อนที่การกำหนดค่าจะเริ่มขึ้น

3. ส่งบิตสตรีมการกำหนดค่า

ในขั้นตอนนี้คุณจะส่งไฟล์ข้อมูลการกำหนดค่า (Bitstream) ลงใน FPGA โดยใช้รูปแบบที่คุณเลือกในโหมดอนุกรมหรืออนุกรมที่ใช้งานอยู่บิตสตรีมมาจากอุปกรณ์หน่วยความจำภายนอกในขณะที่ JTAG อนุญาตให้เขียนโปรแกรมโดยตรงผ่านสายเคเบิลอุปกรณ์อ่านอย่างต่อเนื่องในข้อมูลการกำหนดค่าจนกว่าจะเสร็จสมบูรณ์ซอฟต์แวร์การออกแบบของคุณสร้างบิตสตรีมนี้เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดด้านตรรกะของคุณ

4. ยืนยันการกำหนดค่าที่ประสบความสำเร็จ (conf_done)

เมื่อ FPGA เสร็จสิ้นการโหลดมันจะยืนยัน PIN conf_done เพื่อแสดงว่าได้รับข้อมูลการกำหนดค่าสำเร็จในขณะเดียวกันอุปกรณ์จะทำการเริ่มต้นภายในเช่นการล้างข้อมูลและเปิดใช้งาน I/Oหาก conf_done ล้มเหลวในการไปสูงมันมักจะหมายถึงข้อมูลการกำหนดค่าหรือการตั้งค่ามีข้อผิดพลาดการดูพินนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการตรวจสอบกระบวนการเสร็จสมบูรณ์

5. ดำเนินการกำหนดค่าใหม่ในระบบเสริม

ในที่สุดคุณมีตัวเลือกในการอัปเดตหรือ reprogram FPGA โดยไม่ต้องลบออกจากบอร์ดการใช้ JTAG หรือคอนโทรลเลอร์ฝังตัวคุณสามารถโหลดบิตสตรีมใหม่ได้โดยตรงซึ่งมีประโยชน์สำหรับการอัปเดตเฟิร์มแวร์ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้คุณสามารถปรับเปลี่ยนดีบักหรืออัพเกรดระบบของคุณแม้หลังจากการปรับใช้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการออกแบบที่ใช้ FPGA ของคุณสามารถปรับเปลี่ยนได้ตลอดเวลากับการเปลี่ยนแปลงข้อกำหนด

EP1C4F400C8 ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดี

•ตัวเลือกที่ประหยัดต้นทุนสำหรับการออกแบบระดับกลาง

•จำนวน I/O สูงเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ความหนาแน่นที่คล้ายกัน

•แรงดันไฟฟ้าที่ยืดหยุ่นและการสนับสนุนมาตรฐาน I/O

•ได้รับการสนับสนุนโดยเครื่องมือและเอกสารประกอบสำหรับผู้ใหญ่

•การใช้พลังงานต่ำกว่ารุ่น FPGA รุ่นเก่า

ข้อเสีย

•ล้าสมัยด้วยความพร้อมในระยะยาวที่ จำกัด

•ตรรกะที่ต่ำกว่าและความจุหน่วยความจำเทียบกับ FPGA ที่ทันสมัย

•ความเร็วในการทำงานที่ช้าลงและประสิทธิภาพ I/O

•ต้องใช้หน่วยความจำภายนอกสำหรับการกำหนดค่าในการเพิ่มพลังงาน

•ขาดคุณสมบัติขั้นสูงเช่นบล็อก DSP และตัวรับส่งสัญญาณความเร็วสูง

ขนาดบรรจุภัณฑ์ EP1C4F400C8

พิมพ์	พารามิเตอร์
ประเภทแพ็คเกจ	FBGA (อาร์เรย์กริดบอลดีเยี่ยม)
จำนวนลูกบอล	400
สนามบอล (E)	1.0 มม. (ทั่วไปสำหรับพายุไซโคลน EP1C4F400)
เส้นผ่านศูนย์กลางลูก (B)	0.45 มม. (เล็กน้อย)
ขนาดแพ็คเกจ (D × E)	21 มม. × 21 มม.
ความสูงของแพ็คเกจ (a)	2.40 มม. (สูงสุด)
ความหนาของสารตั้งต้น (A2)	~ 0.40 มม.
ความหนาของแม่พิมพ์ (A3)	~ 1.90 มม.
ความสูงของลูกบอล (A1)	0.25 มม. (เล็กน้อย)
PIN A1 มุม	ทำเครื่องหมายสำหรับการปฐมนิเทศ
เค้าโครงอาร์เรย์	กริด 20 × 20 (มีลูกมุมหายไป)
การติดตั้ง	Mount Surface (SMD)

ผู้ผลิต EP1C4F400C8

EP1C4F400C8 นั้นผลิตขึ้นโดยเดิม Altera Corporationผู้บุกเบิกในอุปกรณ์ลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้และเทคโนโลยี FPGAในปี 2558 Altera ได้มาโดย Intel Corporationและสายผลิตภัณฑ์กลายเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มโซลูชั่นที่ตั้งโปรแกรมได้ของ Intel (PSG)วันนี้ Intel สนับสนุนอุปกรณ์ Altera มรดกเหล่านี้ในขณะที่มุ่งเน้นการพัฒนาในครอบครัว FPGA รุ่นใหม่เพื่อให้มั่นใจถึงความต่อเนื่องสำหรับผู้ใช้ที่มีอยู่และนวัตกรรมที่ก้าวหน้าในตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้

บทสรุป

EP1C4F400C8 โดดเด่นเป็น FPGA ที่ประหยัดต้นทุนและหลากหลายที่ให้ประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งสำหรับการออกแบบระดับกลางด้วยองค์ประกอบตรรกะ 4,000 ตัวหน่วยความจำที่ฝังตัวการสนับสนุน I/O ที่กว้างขวางและความเข้ากันได้กับมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าและอินเทอร์เฟซที่หลากหลายทำให้มีความยืดหยุ่นในการใช้งานที่หลากหลายสถาปัตยกรรมกระบวนการเขียนโปรแกรมและการใช้งานในวงกว้างใน DSP ระบบฝังตัวและการเก็บข้อมูลทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงแม้จะมีสถานะเดิมในขณะที่ไม่มีคุณสมบัติขั้นสูงที่พบในอุปกรณ์ใหม่และเผชิญกับความพร้อมใช้งานระยะยาวที่ จำกัด แต่ก็ยังคงเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้ในการค้นหาโซลูชั่นที่พิสูจน์แล้วในการออกแบบ FPGA ที่ปรับขนาดได้

PDF แผ่นข้อมูล

แผ่นข้อมูล EP1C4F400C8:

Cyclone FPGA Family.pdf

400-fbga pkg info.pdf