fpga cyclone

Полупроводник FPGA переводится как программируемая пользователем вентильная матрица. Его особенность в возможности изменения конфигурации пользователем или разработчиком уже после производства. 

Корпорация Интел считается лидирующей в сфере разработки и изготовления полупроводниковой продукции. Основана она была более 60 лет назад, а сейчас контролирует более половины доли рынка всей программируемой логики. Кроме ПЛИС компания известна своими микросхемами памяти, микропроцессорами и прочей продукцией. 

• Cyclone — не единственное FPGA-семейство, выпускаемое сейчас брендом Интел. Другие модели:
• Stratix — лучшие показатели производительности, для создание используется 12-нм техпроцесс;
• Arria — middle-class ПЛИС, в которых производительность гармонирует с энергоэффективностью;
• Max — отличаются встроенной памятью с энергозависимостью.

Часто FPGA-компоненты производства Intel продаются под торговой маркой Альтера. Причина в том, что по состоянию на 2023 год Altera была поглощена корпорацией. Произошло это в 2015 году, что позволило Интел занять львиную долю рынка ПЛИС. 

ПЛИС семейства Cyclone IV 

Cyclone IV — семейство FPGA-чипов. Ее особенности: 

• маломощные компоненты;
• могут выполнять функцию приемопередатчика;
• подходят для масштабных приложений. 

Семейство делится на 2 подсемейства — Cyclone IV GX и Cyclone IV E. Первое отличается архитектурой, состоящей из до 150 тыс. вертикально расположенных логических элементов. У второго максимальное количество уменьшено до 115 тыс. 

Преимущества fpga cyclone iv: 

• достаточно 2 источника питания для работы вне зависимости от модели чипа;
• экономия финансовых затрат на создание платы и системы в целом;
• упрощенная сеть распределения питания;
• возможность уменьшить печатную плату;
• ускоренное проектирование;
• есть встроенные трансиверы;
• один чип позволяет реализовать сразу несколько протоколов;
• гибкая архитектура синхронизации приемопередатчика. 

Все логические элементы созданы благодаря 60-нм технологическому процессу. Главная особенность — низкое потребление энергии. В сравнении с Cyclone III, мощность снижена почти на четверть из-за меньшего напряжения ядра. Всего 1,5В напряжения питания достаточно, чтобы построить мост к Gigabit Ethernet.

Благодаря оптимизированному потреблению энергии ПЛИС-компоненты помогают не только сократить, но и полностью исключить расходы на охлаждение системы. Также это продлевает срок службы аккумулятора. 

Описание cyclone 10 fpga от Интел 

Семейство Cyclone 10 появилось на рынке fpga в 2017 году. Это стало следствием покупки Интел компании Altera. Корпорация получила в собственность множество инновационных технологий, которое позволило им продвинуться в развитии программируемой логики. 

Cyclone 10 fpga имеет 2 модели чипов — Cyclone 10 GX и Intel Cyclone 10 LP. Превосходство в первой в хороших показателях производительности — 134 GFLOP максимум. Возможности ввода-вывода тоже были расширены, по сравнению с предыдущим поколением. Основные параметры: 

• 220 тыс. логических элементов в матрице;
• количество АЛМ (адаптивный логический модуль) — 80 тыс.;
• таблицы поиска имеют 8 входов;
• присоединить к сторонним устройствам модель можно 2 способами — шина PCI Express x4 либо порт 10G;
• ПЛИС создан по 20-нм технологическому процессу. 

Cyclone 10 GX, в основном, предназначена для обеспечения видеотрансляций, технологии получения и обработки изображений искусственным интеллектом, систем наблюдения. Полезна модель будет во многих сферах робототехники. 

Intel Cyclone 10 LP называют бюджетным вариантом Cyclone 10 GX. Ее преимущество в низком энергопотреблении, а слабое место — мощность. На практике лучше всего fpga подойдет для системы датчиков, когда нужно объединить показания нескольких приборов. 

ПЛИС EP4CE6E22C8N 

Чип fpga cyclone iv ep4ce6e22c8n — один из представителей семейства. Его технические параметры: 

• общий объем памяти — 270 Кбит;
• количество логических элементов — 6272;
• предельная рабочая частота — 200 МГц;
• количество блоков массивов логики (ЛАБ) — 392;
• корпус — QFP-144;
• входы/выходы — 91;
• тип монтажа — поверхностный (печатная плата);
• минимальная рабочая температура — 0°С;
• рабочее напряжение питания в Вольт — от 1 до 1,2;
• максимальная рабочая температура — +70°С;
• диапазон напряжение сигналов логики — от 1,2В до 3,3В. 

Altera cyclone iv ep4ce6 fpga — готовая плата разработчика на базе чипа EP4CE6E22C8N. Оснащена семисегментными индикаторами — небольшими дисплеем для отображения арабских цифр от 0 до 9. Всего их 4, что позволяет продемонстрировать число от 0000 до 9999. На плате есть пользовательские клавиши и дополнительные аксессуары. Подойдет для интеграции любого стандартного интерфейса. 

Интел fpga cyclone 4 — семейство, основным достоинством которого является энергоэффективность. EP4CE6 — самое маленькое устройство серии, и при температуре +85°С его статичное энергопотребление составляет всего 38 МВт. 

Устройство EP4CE115 FPGA 

Если EP4CE6 — самое миниатюрное устройство семейства, то EP4CE115 — самое крупное. Его технические характеристики: 

• коллекция — Cyclone® IV E;
• технологический процесс — 60-нм;
• 114 тыс. элементов логики;
• самый большой корпус способен принять до 528 линий ввода-вывода корпуса — фактическое количество зависит от выбранного формата устройства;
• широкая поддержка стандартов ввода-вывода;
• варианты корпуса — F484 и F780. 

Устройство поддерживает 3 протокола интерфейса внешней памяти — DDR, SDR и DDR второго поколения. 266 блоков DSP (цифровая обработка сигналов) поддерживают разные форматы. Матрица вмещает до 3,888 Мб встраиваемой памяти. Недостатков несколько: 

• отсутствие контроллеров жесткой памяти;
• нет безопасности битового потока;
• нет аналого-цифрового преобразователя. 

Контроллер нужен для того, чтобы подключить к EP4CE115 или другим ПЛИС высокопроизводительную систему внешней памяти. Ресурса преобразования данных нет, потому что он доступен лишь в некоторых семействах FPGA Интел.