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EPF10K30ABC356-1 FPGA: funzionalità, applicazioni, vantaggi e schede tecniche

Questa guida spiega tutto ciò che devi sapere sull'EPF10K30ABC356-1, un tipo di chip FPGA utilizzato nei sistemi digitali.Parla di come il chip combina logica e memoria in un piccolo pacchetto, rendendolo utile per molti progetti elettronici.Imparerai le sue caratteristiche principali come prestazioni ad alta velocità, basso consumo di energia, supporto per tensioni diverse e la possibilità di riprogrammarlo senza rimuoverlo dal sistema.L'articolo include anche i suoi usi in diversi campi come la comunicazione, i sistemi di controllo, l'elaborazione delle immagini e gli aggiornamenti delle apparecchiature più vecchi.

Catalogare

Cos'è EPF10K30ABC356-1?

IL EPF10K30ABC356-1 è un potente FPGA della famiglia Flex 10KA, realizzato per sistemi digitali che necessitano di logica e memoria flessibili.Include 1.728 elementi logici e circa 69.000 cancelli di sistema, offrendo spazio sufficiente per progetti digitali complessi.Questo chip ha anche 12 kbit di memoria integrata, utili per l'archiviazione e il buffering temporanei.Funzionando a velocità fino a 166 MHz e funzionante a 3,3 V, offre buone prestazioni senza usare troppa potenza.La famiglia Flex 10KA è stata una delle prime famiglie FPGA a combinare la logica e la memoria incorporata in un singolo chip.Consente di creare sistemi più avanzati senza bisogno di chip di memoria separati.Questi FPGA supportano il test di scansione limite (JTAG), livelli di tensione multipla e funzioni come FIFO e moltiplicatori attraverso blocchi di array incorporati.

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Modelli CAD EPF10K30ABC356-1

Simbolo EPF10K30ABC356-1

EPF10K30ABC356-1 Impronta

Modello 3D EPF10K30ABC356-1

Funzioni EPF10K30ABC356-1

• Architettura Flex 10KA

L'EPF10K30ABC356-1 è costruito sull'architettura Flex 10KA di Intel, che combina la logica basata su SRAM con blocchi di memoria incorporati.Questa architettura consente di implementare sia la logica personalizzata che le funzioni ad alta intensità di memoria come FIFOS, file di registri o piccoli RAM all'interno dello stesso dispositivo, promuovendo progetti compatti ed efficienti di sistema su chip.

• Elemento logico e capacità del gate

Questo FPGA include 1.728 elementi logici (LES), organizzati in 216 blocchi di array logica (laboratori).Questi elementi forniscono i blocchi di costruzione logica di base utilizzati per l'implementazione di funzioni logiche combinative e sequenziali.Supporta circa 30.000 porte utilizzabili e può raggiungere fino a 69.000 porte di sistema, dandolo una capacità sufficiente per applicazioni incorporate di medie dimensioni.

• Blocchi di memoria incorporati (EABS)

Il dispositivo contiene 12.288 bit di RAM incorporato, distribuiti su 6 blocchi di array incorporati (EABS), con ogni blocco che fornisce 2 kbit di memoria.Questi EAB possono essere configurati per l'uso come RAM, ROM o altre funzioni di memoria, offrendo flessibilità per l'implementazione di archiviazione buffer, macchine a stato e tabelle di ricerca.

• Clock e prestazioni

Il dispositivo supporta più domini di clock ad alta velocità con un massimo di 6 reti di clock globali.È in grado di operare a frequenze fondamentali fino a circa 125 MHz.La presenza di orologi globali e reti dedicate a basse sporgenze garantisce una distribuzione di tempistica efficiente per strutture di progettazione sincrone.

• I/O multivolo e compatibilità di tensione

Progettato con il supporto I/O multivolo, questo FPGA può interfacciarsi con sistemi che operano a diversi livelli di tensione.Funziona con una fornitura di core da 3,3 V, mentre i suoi pin I/O supportano 2,5 V, 3,3 V e sono tolleranti a 5 V.Questa capacità semplifica l'integrazione con i sistemi legacy e tensione misti senza la necessità di cambi di livello esterno.

• Conformità PCI e standard

EPF10K30ABC356-1 soddisfa i requisiti delle specifiche del bus locale PCI (Rev. 2.2), supportando la segnalazione 3.3V e ambienti 5V limitati.Ciò rende l'FPGA adatto per l'uso nei sistemi incorporati e di comunicazione basati su PCI legacy.

• Riconfigurabilità in circuito (ICR)

Il dispositivo supporta la configurazione in circuito tramite POMS seriali esterni, microcontrollori incorporati o interfaccia JTAG.Questa funzione consente di riprogrammare l'FPGA senza rimuoverlo dal sistema, migliorando la flessibilità per gli aggiornamenti del firmware e il debug.

• Supporto per scansione dei confini JTAG

Include la funzionalità completa di scansione dei confini IEEE 1149.1 conforme a JTAG, consentendo la testimonianza integrata e la programmazione dei dispositivi in ​​sistema.La funzione di scansione è integrata a livello di silicio, conservando le risorse logiche interne per la progettazione effettiva dell'applicazione.

• Supporto aritmetico dedicato

L'EPF10K30ABC356-1 presenta catene di trasporto dedicate e logica a cascata, che accelera le operazioni aritmetiche come aggiunta, sottrazione e moltiplicazione.Questi percorsi hardware riducono la latenza nelle applicazioni DSP o orientate al controllo.

• Routing di interconnessione FastTrack

L'FPGA utilizza FastTrack Interconnect, un'architettura proprietaria di routing a bassa latenza che consente un routing di segnale rapido e deterministico tra i blocchi logici.Ciò migliora la chiusura dei tempi di progettazione e la prevedibilità durante le fasi del luogo e della rotta.

• Opzioni a tre stati e open drenain

Ogni pin di output può essere configurato con buffer a tre stati e impostazioni opzionali open drena.Queste funzionalità sono preziose per l'implementazione di interfacce di bus, segnali condivisi e strutture logiche cablate o logiche in sistemi complessi.

• Capacità a caldo

Il dispositivo supporta a caldo, consentendo che venga inserito o rimosso in modo sicuro da un sistema in diretta senza causare latch-up o danneggiare i circuiti interni.Ciò lo rende adatto per sistemi e progetti basati su backplane.

• Tasso di urla programmabile e resistenza alla guida

Per gestire l'integrità del segnale e ridurre l'EMI, i pin di output offrono un controllo programmabile della frequenza.È possibile regolare le velocità di transizione per abbinare il layout della scheda e le esigenze dell'applicazione, migliorando l'affidabilità in ambienti ad alta velocità o sensibili al rumore.

• Basso consumo di energia di standby

Questo FPGA offre un basso consumo di energia statica, in genere disegnando meno di 0,5 mA in modalità standby.Questa funzione è vantaggiosa per i sistemi incorporati alimentati a batteria o sensibili all'energia in cui è importante ridurre la potenza inattiva.

• Intervallo di temperatura e condizioni operative

L'EPF10K30ABC356-1 è specificato per gli intervalli di temperatura commerciale (da 0 ° C a +70 ° C), rendendolo adatto per applicazioni industriali, consumatori e di comunicazione per uso generale in condizioni ambientali standard.

Diagramma a blocchi di dispositivo Flex 10KA

Il diagramma mostra la struttura interna del dispositivo FPGA Flex 10KA, come EPF10K30ABC356-1.È costituito da tre parti principali: blocchi logici, blocchi di memoria e elementi di input/output (I/O).I blocchi logici, chiamati blocchi di array logica (laboratori), contengono unità più piccole chiamate elementi logici (LES) che eseguono funzioni logiche di base.Questi laboratori sono collegati internamente da fili corti chiamati interconnessioni locali.

Al centro del diagramma, i blocchi blu etichettati EAB (blocchi di array incorporati) agiscono come memoria integrata che può essere utilizzata per la memorizzazione o funzioni speciali come le operazioni matematiche.Questi blocchi di memoria funzionano accanto ai blocchi logici per gestire compiti più complessi.Intorno ai bordi ci sono elementi di input/output (IOES), che collegano l'FPGA al mondo esterno.Tutte le parti del chip sono collegate da due principali sistemi di routing (interconnessi di riga e colonna) che spostano i segnali attraverso il dispositivo.Questa struttura consente design digitali flessibili e potenti.

Specifiche EPF10K30ABC356-1

Tipo	Parametro
Produttore	Altera/intel
Serie	Flex-10ka®
Confezione	Vassoio
Stato parte	Obsoleto
Numero di laboratori/CLBS	216
Numero di elementi/celle logiche	1728
Bit totali di RAM	12288
Numero di I/O.	246
Numero di porte	69000
Tensione - fornitura	3V ~ 3.6V
Tipo di montaggio	Monte della superficie
Temperatura operativa	0 ° C ~ 70 ° C (TA)
Pacchetto / caso	356-lbga
Pacchetto dispositivo fornitore	356-BGA (35x35)
Numero di prodotto di base	EPF10K30

Applicazioni EPF10K30ABC356-1

Elaborazione del segnale digitale (DSP)

EPF10K30ABC356-1 è adatto per l'implementazione di attività di elaborazione del segnale digitale a causa della sua combinazione di elementi logici e memoria incorporata.Gli elementi logici 1.728 forniscono una capacità sufficiente per la costruzione di funzioni ad alta intensità di aritmetica come i filtri FIR (FIR) di risposta a impulsi finiti, trasformazioni veloci di Fourier (FFT) e modulatori digitali.Inoltre, le catene di trasporto dedicate migliorano la velocità e l'efficienza delle operazioni aritmetiche, rendendo efficace il dispositivo per l'elaborazione audio, la compressione vocale e il filtro del segnale di comunicazione.

Sistemi di comunicazione

Questo FPGA è comunemente distribuito nei sistemi di comunicazione in cui gestisce la decodifica, l'inquadratura, la crittografia e il ponte di interfaccia del protocollo.La sua conformità PCI, insieme al supporto per I/O tollerante a 3,3 V e 5 V, gli consente di interfacciarsi perfettamente con vari bus di comunicazione e componenti legacy.È prezioso nel colmare diversi protocolli di comunicazione e nel garantire l'allineamento e il buffering dei dati in router, modem e sistemi di banda base.

Sistemi di acquisizione e controllo dei dati

Negli ambienti di acquisizione di controllo e dati, l'EPF10K30ABC356-1 funge da controller centrale per l'interfaccia con sensori, ADC e attuatori.Con 246 I/O dell'utente e supporto per la segnalazione multi-tensione, consente un'interconnessione flessibile con componenti analogici e digitali esterni.Molti lo usano per implementare la raccolta dei dati, il filtraggio, l'attivazione di eventi e la logica decisionale nei sistemi di automazione industriale e strumentazione scientifica.

Elaborazione di immagini e video

Grazie alla sua RAM incorporata e alla logica configurabile, il dispositivo è in grado di gestire varie attività nelle applicazioni di immagini e video.Ciò include il buffering della linea, la conversione dello spazio dei colori, il filtro delle immagini, il rilevamento dei bordi e altre attività di preelaborazione.Queste funzioni sono richieste nei sistemi di sorveglianza, nelle apparecchiature per la visione macchina e nei moduli della fotocamera, in cui sono necessari il trasgressore dei dati e il controllo preciso sulle condotte dell'immagine.

Prototipazione e integrazione del sistema

L'EPF10K30ABC356-1 viene spesso utilizzato nella prototipazione hardware e come logica di colla nell'integrazione del sistema.È possibile prototipo rapido di circuiti logici personalizzati, testare l'emulazione ASIC e integrare più sottosistemi utilizzando questo FPGA.Il suo supporto per la riconfigurazione in circuito e la scansione dei confini JTAG lo rende anche altamente adatto per cicli di sviluppo iterativo, aggiornamenti sul campo e debug senza rimuovere fisicamente il chip dal sistema.

Elettronica industriale e medica

I pannelli di controllo industriale, i controller logici programmabili (PLC) e i dispositivi diagnostici medici beneficiano dei tempi deterministici e dell'affidabilità dell'EPF10K30ABC356-1.Gestisce gli interblocchi di sicurezza, i compiti critici di temporizzazione, la logica di rilevamento dei guasti e il processo decisionale basato su hardware in ambienti che richiedono precisione e stabilità.La sua bassa potenza di standby e un alto numero di I/O lo rendono ben corrispondente per i sistemi incorporati che operano sotto cicli di servizio continui.

Aggiornamenti del sistema legacy

A causa della sua I/O tollerante a 5 V e della compatibilità ad ampio tensione, l'EPF10K30ABC356-1 è ideale per sostituire ASIC, CPLDS e circuiti logici discreti nelle apparecchiature di invecchiamento.È possibile implementare le moderne funzioni logiche all'interno dello stesso quadro di tensione dei sistemi legacy, estendendo i cicli di vita del prodotto senza revisionare l'intera architettura hardware.Ciò è utile in applicazioni di lunga durata come aerospaziale, macchinari industriali e attrezzature militari.

EPF10K30ABC356-1 parti simili

Caratteristica	EPF10K30ABC356-1	EPF10K30ABC356-2	EPF10K30AFC484-2	EPF10K30AFC484-1
Produttore	Intel (precedentemente altera)	Altera	Intel	Altera
Famiglia	Flex 10KA	Flex 10KA	Flex 10KA	Flex 10KA
Logic Elements (LES)	1.728	1.728	1.728	1.728
RAM incorporato (EABS)	12.288 bit (6 × 2kbit)	12.288 bit (6 × 2kbit)	12.288 bit (6 × 2kbit)	12.288 bit (6 × 2kbit)
Pacchetto	BGA-356	BGA-356	FBGA-484	FBGA-484
Pin i/o	246	246	246	246
Grado di velocità	-1 (standard)	-2 (più veloce)	-2 (più veloce)	-1 (standard)
Frequenza centrale tipica	~ 125 MHz	~ 142 MHz	~ 125 MHz	~ 80 MHz
Tensione centrale	3.3v	3.3v	3.3v	3.3v
Supporto di tensione I/O.	2,5 V / 3.3V / 5V tollerante	2,5 V / 3.3V / 5V tollerante	2,5 V / 3.3V / 5V tollerante	2,5 V / 3.3V / 5V tollerante
A caldo	SÌ	SÌ	SÌ	SÌ
Configurazione jtag / nel sistema	Supportato	Supportato	Supportato	Supportato
Compatibilità PCI	PCI V2.2 conforme	PCI V2.2 conforme	PCI V2.2 conforme	PCI V2.2 conforme
Stato del ciclo di vita	Obsoleto	Stock obsoleto / legacy	Obsoleto	Obsoleto

Vantaggi EPF10K30ABC356-1

• Memoria integrata incorporata per design SOPC

Uno dei vantaggi dell'EPF10K30ABC356-1 è la sua inclusione di blocchi di array incorporati (EAB), fornendo 12 kilobit di RAM on-chip.Ciò risparmia lo spazio della scheda, riduce i requisiti di memoria esterna e consente progetti più compatti di sistema su un programma-chip (SOPC).Rispetto agli FPGA più vecchi senza memoria incorporata, questa funzione semplifica la complessità del design e migliora le prestazioni complessive del sistema.

• Conteggio I/O elevato con supporto multi-tensione

Con 246 PIN I/O accessibili dall'utente e supporto per I/O Multivalt ™, EPF10K30ABC356-1 è eccezionalmente versatile per l'interfaccia con un'ampia varietà di componenti digitali.I suoi livelli logici 2,5 V e 3,3 V di supporto I/O sono tolleranti a 5 V, rendendolo altamente compatibile con i sistemi sia moderni che legacy.Questo è un grande vantaggio rispetto ad altri FPGA privi di tolleranza 5 V o che richiedono cambi di livello esterno, in particolare nelle applicazioni che coinvolgono la segnalazione a tensione mista o il retrofit di apparecchiature più vecchie.

• Compatibilità del bus PCI

Il dispositivo è conforme alla revisione delle specifiche del bus locale PCI 2.2, supportando sia la segnalazione di 5 V 3,3 V e limitata.Ciò lo rende ideale per l'uso in interfacce di comunicazione, controller del bus e progetti di schede di espansione.Include anche resistori di pull-up integrati su pin I/O per supportare i requisiti di tensione PCI.Rispetto a molti FPGA per scopi generici privi di supporto PCI, EPF10K30ABC356-1 offre una soluzione semplificata per sistemi incorporati che richiedono interfacciamento del bus PCI diretto.

• Corrente calda e bassa corrente di standby

L'EPF10K30ABC356-1 supporta a caldo, consentendo che venga inserito o rimosso da un sistema alimentato senza causare danni elettrici.Ciò è vantaggioso nei sistemi in cui sono richiesti aggiornamenti modulari o sostituzioni.Inoltre, presenta una corrente di standby molto bassa che è vantaggiosa per applicazioni a batteria o a bassa potenza.Queste caratteristiche offrono una maggiore flessibilità e affidabilità di progettazione rispetto agli FPGA senza capacità a caldo.

• Routing FastTrack e logica aritmetica dedicata

L'FPGA presenta un'architettura di routing di interconnessione FastTrack proprietaria che fornisce routing di segnale a bassa latenza e prevedibile tra i blocchi logici.Inoltre, le catene di trasporto dedicate e i percorsi logici a cascata migliorano le prestazioni delle operazioni aritmetiche come addizione, sottrazione e contatori.Queste risorse specializzate consentono implementazioni a velocità più elevate e riducono la logica complessiva richiesta per operazioni matematiche complesse, offrendo un vantaggio chiaro oltre i dispositivi senza tali caratteristiche.

•Densità di gate di fascia media con un efficiente utilizzo logico

Con circa 30.000 porte utilizzabili e fino a 69.000 porte di sistema, l'EPF10K30ABC356-1 offre un solido equilibrio di densità ed efficienza.È in grado di gestire progetti moderatamente complessi senza il sovraccarico di FPGA più grandi e più costosi.Rispetto a CPLD più piccoli o FPGA a bassa densità, offre un aumento della capacità logica pur mantenendo un'impronta di pacchetto compatta e un consumo di energia gestibile.

EPF10K30ABC356-1 Dimensioni di imballaggio

• Tipo di pacchetto: 356 BGA BGA (Array a griglia a sfera)

• Array a sfera: Layout 35 × 35

• Dimensioni del pacchetto: 35 mm × 35 mm

• Tipo di montaggio: Supporto per la superficie

• Pitch a sfera (stimato): 1,27 mm

• Stile del corpo: Piazza

Produttore EPF10K30ABC356-1

L'EPF10K30ABC356-1 è prodotto da Intel Corporation, in seguito alla sua acquisizione di Altera Corporation Nel 2015. Originariamente sviluppato da Altera, un pioniere leader in dispositivi logici programmabili, la parte appartiene alla famiglia Flex 10KA di FPGA, nota per la loro memoria incorporata e l'integrazione logica.Dopo l'acquisizione, Intel ha continuato a supportare le linee di prodotti legacy di Altera nell'ambito del suo gruppo di soluzioni programmabili, garantendo la disponibilità a lungo termine e la continuità delle forniture per applicazioni industriali e incorporate.L'EPF10K30ABC356-1, come altri FPGA altera-origine, riflette l'eredità ingegneristica dell'azienda e l'impegno di Intel per le soluzioni di calcolo riconfigurabili.

Conclusione

EPF10K30ABC356-1 è un chip FPGA flessibile e potente che aiuta a creare sistemi digitali intelligenti.Ha una memoria integrata, gestisce diversi livelli di tensione e utilizza poca potenza quando inattivo.Supporta le connessioni PCI, può essere aggiornato mentre è ancora nel sistema ed è sicuro da utilizzare nei circuiti dal vivo.Questo lo rende una buona scelta per molti usi come l'elaborazione del segnale, il controllo del sistema e gli aggiornamenti hardware.Realizzato da Intel (originariamente Altera), questo chip è affidabile e funziona bene sia per i nuovi progetti che per il miglioramento dei vecchi sistemi.

PDF da foglio dati

EPF10K30ABC356-1 Dati fogli:

Flex 10K.pdf