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 Поддержка

Cyclone® IV FPGA

Таблица 1. Обзор семейства Cyclone® IV GX FPGA

УстройствоDeviceEP4CGX15EP4CGX22EP4CGX22EP4CGX30EP4CGX30EP4CGX50EP4CGX50EP4CGX75EP4CGX75EP4CGX110EP4CGX110EP4CGX150Логические элементы (ЛЭ) 2128029440498887392049,88810942473,920149760109,424 601206027884462120610278720462540Embedded memory (Kbits)1080 множители 18 бит x 18 бит 11ФАПЧ (PLL) (включая ФАПЧ общего назначения и многоцелевые ФАПЧ (GPLL + MPLL))

Вводы-выводы трансивера82 4 Максимальное кол-во пользовательских вводов-выводов 72 150475Максимальное кол-во дифференциальных каналов 64 140Maximum differential channels
EP4CGX150
149,760
610 720
540250275641581,08054902,5026480 4,158 5,490 6,48040 198 280 360 140 198 280 360Аппаратный IP-блок PCI Express* (PCIe*) 1PCI Express* (PCIe*) hard IP block 1 1 1 1 1 38 4 4 8 8
Transceiver I/Os 2 4 4 8
Maximum user I/Os72 150 290 31025
25 64 109 140 140 216 216

Таблица 2. Обзор семейства Cyclone® IV E FPGA

УстройствоDeviceEP4CE6EP4CE6EP4CE10EP4CE10EP4CE15EP4CE15EP4CE22EP4CE22EP4CE306272LEs103206,2721540810,3202232015,4082884822,3203960028,8485585630M9K memory blocks56Встроенная память (Кбит) 594270594414113450423405942745 388866116154200266ФАПЧ2662 2 Максимальное кол-во пользовательских вводов-выводов4179 66
EP4CE30EP4CE40EP4CE40EP4CE55EP4CE55EP4CE75 EP4CE75EP4CE115 EP4CE115
39,6007540855,85611448075,408 114,480
3066 4666 126 260 305 432 260 305 432
414 2,340 2,745 3,888множители 18 бит x 18 бит 18-bit x 18-bit multipliers1523566666 116 154 200
PLLs4 4 4 4 4 4 4 4
532532 374 426 528 153 532 532 Максимальное кол-во дифференциальных каналов528
224 178 230 137 52 224 224 160 178 230

Примечание.

    Все устройства Cyclone® IV E доступны в двух вариантах с разными значениями Vcc.

Таблица 3. Корпуса устройства Cyclone® IV GX и максимальное кол-во пользовательских вводов-выводов

F169F169F169Устройство/корпус14 x 14

1.0 mm

1,0 мм

14 x 14 1,0 мм1.0 mm31 x 3127 x 27

1,0 мм

1.0 mm31 x 31

31 x 31

Вводы-выводы

XCVR Вводы-выводы XCVREP4CGX1572 —2 —— ——72—2 —15072—2—150 ————— 290 EP4CGX754 —310———290 4 EP4CGX110 —4 —310——2704 393 EP4CGX150 —393—82704754393 8
F169F324F324F324F324F484 F484F484 F672 F672 F896 F896 F896

(мм x мм)

(mm x mm)1,0 мм

1.0 mm

1,0 мм

19 x 19

1.0 mm

1,0 мм19 x 1919 x 19

1.0 mm1,0 мм

19 x 1923 x 23

1.0 mm1,0 мм

23 x 23

1,0 мм

27 x 27

1,0 мм

27 x 27

1.0 mm

31 x 31

Вводы-выводы XCVR Вводы-выводы XCVR I/Os XCVRs I/Os
EP4CGX15— EP4CGX22—
EP4CGX22— 4 EP4CGX30—
EP4CGX30— 150 4 290 EP4CGX50—
EP4CGX50— 2908
EP4CGX75— 8
EP4CGX110 8
EP4CGX150 270 4 393 8 475 8

Примечание.

    Все корпуса используют проводные соединения; доступны варианты со свинцовыми выводами и RoHS-совместимые варианты.

Таблица 4. Корпуса устройства Cyclone® IV E и максимальное кол-во пользовательских вводов-выводов

E144E144M1640,5 мм

8 x 8 mm

9 мм x 9 мм 0,5 мм

9 x 9 mm

14 мм x 14 мм

0,8 мм EP4CE6 179 —179—179

EP4CE10 91 179 —179
— EP4CE15— 81— 89 —8134389—165EP4CE22 —— — ——EP4CE30 —— —— — 532— — EP4CE55— —193— — ———— 292 EP4CE115— —— ————— 280
M164M256M256U256U256F256 F256F324 U484 F484 F780 F780
Device/Package22 x 22 мм 0,5 мм

8 мм x 8 мм

14 x 14 mm17 мм x 17 мм

1,0 мм

17 x 17 mm19 мм x 19 мм1.0 mm1,0 мм

19 x 19 mm19 мм x 19 мм

1.0 mm0,8 мм

19 x 19 mm23 x 23 мм

1,0 мм

29 x 29 мм

1,0 мм

29 x 29 mm

1.0 mm

179
EP4CE10 179

EP4CE15 165 165 79
79 153 153
328 EP4CE40193 ——
532 328—
EP4CE55 —EP4CE75—324—
EP4CE75 292 292—
EP4CE115 280 528

Примечание.

    Все корпуса используют проводные соединения; доступны варианты со свинцовыми выводами и RoHS-совместимые варианты.

Таблица 5. Варианты моделей Cyclone® IV GX FPGA для разных коммерческих температур

F169F169F324Устройство/корпусDevice/Package1,0 мм 19 мм x 19 мм

19 x 19 mm1,0 мм 23 x 23 мм1.0 mm

23 x 23 mm

27 мм x 27 мм

1.0 mm

1,0 мм

31 мм x 31 мм

1.0 mm

31 x 31 mm

-6, -7, -8 —-6, -7, -8 —— EP4CGX22 -6, -7, -8 —-6, -7, -8— EP4CGX30 -6, -7, -8EP4CGX30— —EP4CGX75 -6, -7, -8 ——— — — -7, -8
F324F484F484F672F672F896 F896
14 мм x 14 мм

14 x 14 mm1,0 мм

EP4CGX15
-6, -7, -8 -6, -7, -8 EP4CGX50
EP4CGX50-6, -7, -8 -6, -7, -8 -6, -7, -8
-6, -7, -8 -6, -7, -8EP4CGX110
-7, -8 -7, -8 EP4CGX150
-7, -8 -7, -8 -7, -8

Примечание.

    Диапазон скорости -7 проходит проверку, ожидается завершение определения характеристик устройства.

Таблица 6. Модели для разных диапазонов коммерческих температур в расширенном семействе ИС Cyclone® IV FPGA

144 контакта144-Pin164 контакта164-Pin256 контактов256-Pin256 контактов256-Pin256 контактовУстройство/корпус

(мм x мм)

(mm x mm)

22 x 22 мм0,5 мм

0.5 mm

8 мм x 8 мм

8 x 8 mm

0.5 mm

9 мм x 9 мм0,8 мм

19 x 19 mm

23 x 23 мм 1,0 мм

29 x 29 мм

1,0 мм

EP4CE6-6, -7, -8, -8L, -9LEP4CE6—-6, -7, -8, -8L, -9L -6, -7, -8, -8L, -9L -7-6, -7, -8, -8L, -9L-7 —-7-6, -7, -8, -8L, -9L— -6, -7, -8, -8L, -9L——EP4CE30— — —— -6, -7, -8, -8L, -9L—-6, -7, -8, -8L, -9L— — —EP4CE40—-7-6, -7, -8, -8L, -9L—— —— -6, -7, -8, -8L, -9L EP4CE75— — —EP4CE75-7—-6, -7, -8, -8L, -9L-6, -7, -8, -8L, -9L— ———— -6, -7, -8, -8L, -9L
256-Pin484 контакта484-Pin484 контакта484-Pin780 контактов 780-Pin

9 x 9 mm

0.5 mm14 мм x 14 мм

14 x 14 mm

0.8 mm17 мм x 17 мм 1,0 мм

17 x 17 mm

19 мм x 19 мм

29 x 29 mm

1.0 mm

-7 -6, -7, -8, -8L, -9L

-7

——
EP4CE10-6, -7, -8, -8L, -9L——-7-6, -7, -8, -8L, -9L EP4CE15
-7-6, -7, -8, -8L, -9L-7 -6, -7, -8, -8L, -9LEP4CE22—-7-6, -7, -8, -8L, -9L-6, -7, -8, -8L, -9L
-6, -7, -8, -8L, -9LEP4CE40-6, -7, -8, -8L, -9L-6, -7, -8, -8L, -9L— -7 EP4CE55
-7 -6, -7, -8, -8L, -9L— -7-6, -7, -8, -8L, -9L EP4CE115-6, -7, -8, -8L, -9L
-6, -7, -8, -8L, -9L— -6, -7, -8, -8L, -9L -6, -7, -8, -8L, -9L

Примечания:

    Все корпуса используют проводные соединения; доступны варианты со свинцовыми выводами и RoHS-совместимые варианты.Заключительный план классов скорости может быть изменен после завершения исследования характеристик устройств.Только модели с классом скорости -8L и -9L поддерживают работу в режиме Vcc = 1,0-V.

Таблица 7. Поддержка промышленного температурного режима устройством Cyclone® IV GX

УстройствоDeviceКорпусPackageУровень скоростиEP4CGX15 169 контактов FBGA 324 контактов FBGA484 контакта FBGA

-7

484 контакта FBGAEP4CGX50672 контакта FBGA

484-pin FBGA-7

672-pin FBGA

EP4CGX75 EP4CGX110 672 контакта FBGA896 контактов FBGA

-7672-pin FBGA

896-pin FBGA

EP4CGX150 484 контакта FBGAEP4CGX150896 контактов FBGA

484-pin FBGA-7

484-pin FBGA

896-pin FBGA

EP4CGX15169 контактов FBGA169-pin FBGA -7
EP4CGX22169 контактов FBGA

324 контактов FBGA

324-pin FBGA

-7
-7
-7
672 контакта FBGA

484-pin FBGA

672-pin FBGA

-7
-7
-7

Таблица 8. Поддержка промышленного температурного режима устройством Cyclone® IV E

УстройствоDeviceКорпусPackageУровень скорости144 контакта EQFP164 контакта MBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)256 контактов UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

484 контакта FBGA256-pin FBGA-7, -8L484-pin FBGA

256 контактов MBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)EP4CE22 256 контактов UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

256-pin FBGA

EP4CE30780 контактов FBGAEP4CE30 -7, -8L

780-pin FBGA

484 контакта UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

780-pin FBGA

EP4CE55484 контакта FBGA484 контакта UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

780-pin FBGA

EP4CE75-7, -8L484 контакта FBGA484 контакта UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

484-pin UBGA (Available in RoHS-compliant package option, -7 speed grade)

780-pin FBGAEP4CE115

EP4CE6144 контакта EQFP

144-pin EQFP256 контактов UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)256 контактов FBGA

256-pin FBGA-7, -8L

-7, -8L
144 контакта EQFP 256 контактов UBGA (доступны в RoHS-совместимом корпусе, класс скорости -7)

-7, -8L

-7, -8L
-7, -8L
-7
-7, -8L
-7, -8LEP4CE40
-7, -8L484 контакта FBGA 780 контактов FBGA EP4CE115

484-pin FBGA

780-pin FBGA

-7, -8L

Примечание.

    Расширенный диапазон промышленных температур (от -40°C до +125°C) поддерживается для устройств с Vcc = 1,2 В. Артикулы для заказа устройств с классом скорости -7.

Таблица 9 Поддержка автомобильного класса для устройств Cyclone® IV E

УстройствоDeviceКорпусPackageУровень скорости256 контактов FBGA484 контакта FBGA

-A7

144 контакта EQFPEP4CE22256 контактов FBGA

144-pin EQFP-A7

256-pin FBGA

EP4CE30 EP4CE40 484 контакта FBGA
EP4CE6144 контакта EQFP

144-pin EQFP256 контактов FBGA

256-pin FBGA-A7

-A7
144 контакта EQFP 256 контактов FBGA

256-pin FBGA

-A7
-A7
-A7
484 контакта FBGA

324-pin FBGA

484-pin FBGA

-A7 -A7

484-pin FBGA

-A7

Полные ресурсы по проектированию

Корпорация Intel предлагает полную среду разработки Cyclone® IV FPGA для бесперебойного и успешного проектирования и быстрого превращения ваших идей в прибыль. В состав среды входят:

Трансиверы Cyclone® IV GX, блок-схема PMA и PCS

Cyclone® IV GX FPGA: обзор трансиверов

Семейство Cyclone® IV FPGA продолжает традиции лидерства Intel® Cyclone® FPGA в области самых недорогих ИС FPGA на рынке с самым низким энергопотреблением, а теперь и с трансиверами.

Не все недорогие трансиверы одинаковы. ИС Cyclone® IV GX FPGA специально разработаны для реализации нескольких протоколов в блоках по четыре и поддерживают независимые частоты приема и передачи. Эта гибкость помогает в полной мере использовать все доступные ресурсы трансиверов и сохранить небольшие размеры и низкую стоимость устройств.

Основные характеристики трансиверов:

    До восьми трансиверов с поддержкой восстановления тактовых сигналов (CDR) и скорости передачи данных от 600 Мбит/с до 3,125 Гбит/с.Гибкие и удобные в настройке пути данных трансиверов для реализации стандартных отраслевых протоколов и специализированных протоколов.Программируемые предварительные настройки параметров и регулируемая разность между максимальным и минимальным выходным напряжением (VOD) для повышения уровня целостности сигнала.Контролируемое пользователем выравнивание трансиверов для компенсации частотно-зависимых потерь в физической среде.Динамическое изменение конфигурации трансивера для поддержки различных протоколов и скоростей передачи данных на одном канале без перепрограммирования FPGA.Поддержка различных функций протокола, в том числе функции синхронизации распределенного спектра в конфигурациях PCI Express*, DisplayPort, V-by-One и SATA.Выделенные контуры, соответствующие физическому интерфейсу PCI Express*, XAUI и Gigabit Ethernet.Интерфейс PIPE, прямо подключаемый к встраиваемым IP-блокам PCI Express* поколения 1 для поддержки PCI-SIG*-совместимых конечных станций или корневых портов x1, x2 или x4.Двухфазные вводы ФАПЧ (PLL) на каждом передатчике; устройство EP4CGX50 и более крупные устройства также имеют независимые делители тактовых импульсов для поддержки разных тактовых частот на каждом канале.Встроенное упорядочивание байт так, чтобы кадр или пакет всегда оставались на известном байтовом тракте.Кодировщик и декодер 8B/10B, выполняющие кодирование 8-битных сигналов в 10-битные и декодирование 10-битных сигналов в 8-битные.Встроенные в кристалл регуляторы мощности питания для генератора подкачки заряда ФАПЧ передатчика и приемника и генератора, управляемого напряжением (VCO) для превосходной устойчивости к помехам.Отделение встроенного источника питания для удовлетворения требованиям к переходному току на более высоких частотах, в связи с чем снижается потребность по встроенных разделительных конденсаторах.Диагностические функции, в том числе последовательная петля, параллельная петля, обратная параллельная петля и поддержка главной и вспомогательной петли в PCI-SIG*-совместимом аппаратном IP-ядре PCI Express*.На следующем рисунке показана блок-схема трансиверов Cyclone® IV GX FPGA, включая подуровни подключения к среде передачи (PMA) и физического кодирования (PCS). В зависимости от требований, блоки внутри PCS можно пропускать.

Поддерживаемые протоколы Cyclone® IV GX

Стандарты Корпуса: 148 контактов QFN, 169 контактов FBGA и 324 контакта FBGA(Скорость передачи данных, Гбит/с)

Корпуса: 484 контакта FBGA, 672 контактов FBGA и 896 контактов FBGA(Скорость передачи данных, Гбит/с)

До 2,5 0,27, 1,488 Последовательный интерфейс RapidIO® 1,25, 2,5, 3,12510GbE (XAUI) CPRI 0,6144, 1,2288, 2,45, 3,072 — — Порт DP (DisplayPort) 1,62 3,0
До 3,125 Up to 3.125
PCI Express Gen12,5 2.5 2.5
1,25 1.25 1.25
0.27, 1.488
3G-SDI 2.97
1.25, 2.5, 3.125
10GbE (XAUI) 3.125
0.6144, 1.2288, 2.45, 3.072OBSAI
OBSAI 0.75, 1.536, 3.072Serial ATA (SATA) поколения 1, поколения 2 Serial ATA (SATA) Gen1, Gen2 3G Basic
3G Basic
DisplayPort V-by-One 2.7—
V-by-One 3.0