Cyclone® IV FPGA
Семейство Cyclone® IV FPGA продолжает традиции лидерства серии Intel® Cyclone® FPGA, предлагая FPGA с низким энергопотреблением и опциями трансиверов. ИС Cyclone® IV FPGA идеально подходят для систем массового производства, требующих максимальной экономии и соответствия растущим требованиям к пропускной способности. Данное семейство продукции рекомендуется для приложений и решений, ориентированных на периферию.
Также см. следующие ресурсы по ИС Cyclone® IV FPGA: Программное обеспечение для проектирования, Магазин проектов, Файлы для загрузки, Сообщество и ПоддержкаCyclone® IV FPGA
Cyclone® IV GX FPGA
Архитектура включает до 150 тыс. вертикально расположенных логических элементов (ЛЭ).
Cyclone® IV E FPGA
Архитектура включает до 115 тыс. вертикально расположенных логических элементов (ЛЭ).
Преимущества
Оптимизация расходов на системы
Для работы всех систем на базе Cyclone® IV FPGA требуется всего два источника питания, что упрощает схему распределения питания и позволяет снизить расходы на плату, сэкономить место на плате и сократить затраты времени на проектирование. Встроенные трансиверы архитектуры Cyclone® IV FPGA позволяет упростить проектирование и интеграцию плат. Более того, гибкость архитектуры синхронизации трансиверов позволяет реализовать несколько протоколов, полностью используя все доступные ресурсы трансивера. Интеграция и гибкость ИС Cyclone® IV GX FPGA позволяет создавать экономичные проекты компактного размера, сокращая общие расходы на систему.
Снижение энергопотребления
ИС Cyclone® IV E FPGA изготовлены на базе оптимизированного 60-нанометрового технологического процесса и продолжают традиции лидерства ИС Cyclone® III FPGA предыдущего поколения. В ИС Cyclone® IV E FPGA уменьшено напряжение ядра, благодаря чему общее энергопотребление на 25 процентов ниже по сравнению с предыдущим поколением. Трансиверы ИС Cyclone® IV GX FPGA позволяют построить мост между интерфейсами PCI Express* и Gigabit Ethernet с энергопотреблением менее 1,5 Вт.
ИС Intel® Cyclone® IV FPGA оптимизированы для минимального энергопотребления и помогают лучше контролировать температурные требования. Это позволяет сократить расходы на охлаждение систем или избавиться от них, а также продлить время автономной работы систем карманного формата.Энергопотребление ИС Cyclone® IV FPGA
Семейство Cyclone® IV FPGA демонстрирует лидерство Intel, предлагая энергоэффективные интегральные схемы FPGA. Благодаря усовершенствованным архитектуре и полупроводниковым компонентам, передовому технологическому процессу и инструментам для управления питанием ИС Cyclone® IV FPGA имеют энергопотребление на 25 ниже, чем ИС Cyclone® III FPGA.
На следующем рисунке приведены данные по статическому энергопотреблению устройств Cyclone® IV E при температуре соединения 85°C. Самое компактное устройство Cyclone® IV EP4CE6 потребляет всего 38 мВт при температуре 85°C, а самое большое устройство Cyclone® IV EP4CE115 потребляет всего 163 мВт статической мощности при температуре 85°C.Преимущества низкого энергопотребления
Снижение энергопотребления программируемых логических устройств приносит масштабные преимущества для многих областей применения. Однако снижение энергопотребления — это лишь один аспект питания системы. На следующем рисунке показано, что ИС Cyclone® IV GX FPGA снижают энергопотребление FPGA в среднем на 30 процентов.
Оптимизация на полупроводниковом и архитектурном уровне
При использовании субмикронного технологического процесса статическая мощность может существенно возрастать, если не применять специальные стратегии снижения энергопотребления. В субмикронном технологическом процессе статическое энергопотребление возрастает в основном в связи с увеличением утечки тока ниже порогового уровня.
Корпорации Intel удалось свести к минимуму ток утечки и снизить статическую мощность благодаря использованию энергосберегающего технологического процесса (LP), который традиционно применяется крупными производителями проводников для компонентов телефонных аппаратов. Уменьшение геометрических параметров и оптимизация архитектуры в усовершенствованном технологическом процессе позволяют свести к минимуму динамическое и статическое энергопотребление ИС Cyclone® IV FPGA. Усовершенствования технологического процесса и архитектуры, используемые корпорацией Intel в ИС Cyclone® IV FPGA, включают использование диэлектриков low-k, переменную длину каналов и толщину оксидного слоя, а также использование нескольких значений пороговых напряжений транзисторов.Точная оценка и анализ энергопотребления
Корпорация Intel предлагает самые точные и полные инструменты для проектирования управления питанием, поддерживающие оценку и анализ мощности на всех этапах от концептуальной разработки до развертывания. Набор инструментов Intel позволяет проводить оценки энергопотребления энергосберегающих ИС FPGA при температуре до 125°C и для наихудших сценариев нагрузки на полупроводниковые компоненты. Корпорация Intel предлагает следующие инструменты для оценки и анализа энергопотребления:
-
Инструмент Cyclone® IV Early Power Estimator.Технология анализа и оптимизации энергопотребления в ПО Intel® Quartus® Prime.Центр ресурсов по управлению питанием.
Корпорация Intel использует более 5000 разных конфигураций тестирования для измерения энергопотребления отдельных компонентов ИС FPGA серии Intel® Cyclone®. Каждая конфигурация предназначена для измерения одного компонента контура FPGA в определенной конфигурации.
Оптимизация энергопотребления в ПО Intel® Quartus® Prime
Детали проектирования позволяют повысить производительность, уменьшить площадь и снизить энергопотребление. Компромиссы между производительностью и занимаемой площадью традиционно автоматизировались на уровне регистровой передачи (RTL) посредством процесса размещения и трассировки.
Инструменты оптимизации энергопотребления в составе программного обеспечения Intel® Quartus® Prime автоматически используют возможности архитектуры Cyclone® IV FPGA для снижения динамического энергопотребления на 25 процентов по сравнению с ИС Cyclone® III FPGA.Программное обеспечение для разработчиков Intel® Quartus® Prime имеет много автоматических функций оптимизации энергопотребления, которые выполняются незаметно для разработчика, но обеспечивают оптимальное использование архитектуры FPGA для экономии энергии. Например, программное обеспечение Intel® Quartus® Prime дает следующие возможности:
-
Преобразование крупных функциональных блоков.
Составление карты пользовательских ОЗУ для снижения их энергопотребления.Реструктуризация логики для снижения динамического энергопотребления.Правильный выбор логических вводов для сведения к минимуму емкостного сопротивления в сетях с большим количеством переключений.Сокращение использования площади и проводов для логики ядра для сведения к минимуму динамического энергопотребления при маршрутизации.Изменение размещения для уменьшения мощности синхронизации.
Типовое статическое энергопотребление Cyclone® IV E
Энергосбережение системы с ИС Cyclone® IV GX FPGA
Сочетание повышенного уровня интеграции и ИС Cyclone® IV GX FPGA с низким энергопотреблением обеспечивает существенные преимущества на системном уровня в ряде областей применения:
-
Портативные или карманные устройства на аккумуляторах.Условия ограниченного пространства или неблагоприятных температур.Чувствительные к стоимости решения, где системы охлаждения недостаточно экономны.
Характеристики
ИС Cyclone® IV FPGA продолжают традиции низкого энергопотребления и широкой функциональности серии Intel® Cyclone®. В ИС Cyclone® IV GX FPGA используются встроенные трансиверы пропускной способностью до 3,125 Гбит/с.
Логика и коммутационная сеть маршрутизации ядра окружены элементами ввода-вывода (IOE) и контурами ФАПЧ (PLL). Устройства GX и E имеют четыре блока ФАПЧ общего назначения в каждом углу кристалла. ИС Cyclone® IV GX FPGA имеют элементы ввода-вывода сверху, снизу и с правой стороны кристалла, а ИС Cyclone® IV E FPGA имеют элементы ввода-вывода со всех четырех сторон кристалла. Левая сторона ИС Cyclone® IV GX FPGA содержит до восьми трансиверов в двух группах по четыре трансивера. В верхней и нижней части каждой группы из четырех трансиверов располагается многоцелевой блок ФАПЧ (MPLL), который может использоваться трансиверами или коммутационной сетью FPGA.
Встроенные трансиверы
ИС Cyclone® IV GX FPGA построены на базе проверенной технологии трансиверов Intel GX, обеспечивающий отличную устойчивость к помехам и превосходную целостность сигнала. PCI-SIG-совместимая версия трансивера поддерживает разнообразные последовательные протоколы. В ИС Cyclone® IV GX FPGA также используется аппаратный блок интеллектуальной собственности (IP-блок) для интерфейсов PCI Express x1, x2 и x4 в конфигурации корневого порта и конечной станции.
Additional Resources
Explore more content related to Intel® FPGA devices such as development boards, intellectual property, support and more.
Support Resources
Resource center for training, documentation, downloads, tools and support options.
Development Boards
Intel® FPGA and its partners offer a large selection of development boards and hardware tools to accelerate the FPGA design process.
Intellectual Property
The Intel® FPGA IP portfolio covers a wide variety of applications with a combination of soft and hardened IP cores along with reference designs.
Design Tools
Explore our suite of software and development tools to assist hardware engineers and software developers when creating an FPGA design.
Contact Sales
Get in touch with sales for your Intel® FPGA product design and acceleration needs.
Ordering Codes
Decipher Intel® FPGA part numbers, including the significance of certain prefixes and package codes.
Where to Buy
Contact an Intel® Authorized Distributor today.