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          Altera Cyclone IV GX系列FPGA開發(fā)方案

          作者: 時間:2012-04-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          公司的 系列包括兩個系列: E和 GX,具有低成本、低功耗的 架構(gòu),6 K 到150 K 的邏輯單元,高達6.3 Mb 的嵌入式存儲器,小于1.5 W 的總功耗;Cyclone IV GX 器件提供高達八個3.125 Gbps高速收發(fā)器,用于大批量,成本敏感的應(yīng)用如無線、有線、廣播、工業(yè),用戶以及通信等行業(yè).本文介紹了Cyclone IV 器件系列主要特性,收發(fā)器通道框圖以及Cyclone IV GX 開發(fā)套件主要特性,框圖,電路圖和材料清單.

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/190523.htm

          新的Cyclonereg;IV 系列 FPGA 器件鞏固了Cyclone 系列在低成本、低功耗FPGA市場的領(lǐng)導(dǎo)地位,并且目前提供集成收發(fā)器功能的型號。Cyclone IV 器件旨在用于大批量,成本敏感的應(yīng)用,使系統(tǒng)設(shè)計師在降低成本的同時又能夠滿足不斷增長的帶寬要求。

          Cyclone IV 器件系列是建立在一個優(yōu)化的低功耗工藝基礎(chǔ)之上,并提供以下兩種型
          號:

          ■ Cyclone IV E— 最低的功耗,通過最低的成本實現(xiàn)較高的功能性

          ■ Cyclone IV GX— 最低的功耗,集成了3.125 Gbps 收發(fā)器的最低成本的FPGA

          Cyclone IV 器件集成了一個可選擇的低成本收發(fā)器,在未影響性能的情況下,節(jié)省了功耗及成本。針對無線、有線、廣播、工業(yè),用戶以及通信等行業(yè)中的低成本的小型應(yīng)用,Cyclone IV 器件無疑是最理想的選擇。

          Cyclone IV 器件系列主要特性:

          ■ 低成本、低功耗的FPGA 架構(gòu):

          ■ 6 K 到150 K 的邏輯單元

          ■ 高達6.3 Mb 的嵌入式存儲器

          ■ 高達360 個18 × 18 乘法器,實現(xiàn)DSP 處理密集型應(yīng)用

          ■ 協(xié)議橋接應(yīng)用,實現(xiàn)小于1.5 W 的總功耗

          ■ Cyclone IV GX 器件提供高達八個高速收發(fā)器以支持:

          ■ 高達3.125 Gbps 的數(shù)據(jù)速率

          ■ 8B/10B 編碼器/ 解碼器

          ■ 8-bit 或者10-bit 位物理介質(zhì)附加子層(PMA) 到物理編碼子層(PCS) 接口

          ■ 字節(jié)串化器/ 解串器(SERDES)

          ■ 字對齊器

          ■ 速率匹配FIFO

          ■ 公共無線電接口(CPRI) 的TX 位滑塊

          ■ 電路空閑

          ■ 動態(tài)通道重配置以實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率及協(xié)議的即時修改

          ■ 靜態(tài)均衡及預(yù)加重以實現(xiàn)最佳的信號完整性

          ■ 每通道150 mW 的功耗

          ■ 靈活的時鐘結(jié)構(gòu)以支持單一收發(fā)器模塊中的多種協(xié)議

          ■ Cyclone IV GX 器件對PCI Express (PIPE)(PCIe)Gen 1 提供了專用的硬核IP:

          ■ ×1,×2, 和×4 通道配置

          ■ 終點和根端口配置

          ■ 高達256-byte 的有效負載

          ■ 一個虛擬通道

          ■ 2 KB 重試緩存

          ■ 4 KB 接收(Rx) 緩存

          ■ Cyclone IV GX 器件提供多種協(xié)議支持:

          ■ PCIe (PIPE) Gen 1×1,×2, 和×4 (2.5 Gbps)

          ■ 千兆以太網(wǎng)(1.25 Gbps)

          ■ CPRI ( 高達3.072 Gbps)

          ■ XAUI (3.125 Gbps)

          ■ 三倍速率串行數(shù)字接口(SDI)( 高達2.97 Gbps)

          ■ 串行RapidIO(3.125 Gbps)

          ■ Basic 模式( 高達3.125 Gbps)

          ■ V-by-One( 高達3.0 Gbps)

          ■ DisplayPort(2.7 Gbps)

          ■ 串行高級技術(shù)附件(Serial Advanced Technology Attachment (SATA))( 高達3.0 Gbps)

          ■ OBSAI( 高達3.072 Gbps)

          ■ 高達532 個用戶I/O

          ■ 高達840 Mbps 發(fā)送器(Tx), 875 Mbps Rx 的LVDS 接口

          ■ 支持高達200 MHz 的DDR2 SDRAM 接口

          ■ 支持高達167 MHz 的QDRII SRAM 和DDR SDRAM

          ■ 每器件中高達8 個鎖相環(huán)(PLLs)

          ■ 支持商業(yè)與工業(yè)溫度等級

          Cyclone IV 器件系列體系結(jié)構(gòu)

          這一部分介紹了Cyclone IV 器件的體系結(jié)構(gòu),其中包括以下幾方面內(nèi)容:

          ■ FPGA 核心架構(gòu)

          ■ I/O 特性

          ■ 時鐘管理

          ■ 外部存儲器接口

          ■ 配置

          ■ 高速收發(fā)器( 僅適用于Cyclone IV GX 器件)

          ■ PCI Express 的硬核IP( 僅適用于Cyclone IV GX 器件)

          FPGA 核心架構(gòu)

          Cyclone IV 器件采用了與成功的Cyclone 系列器件相同的核心架構(gòu)。這一架構(gòu)包括由四輸入查找表(LUTs) 構(gòu)成的LE, 存儲器模塊以及乘法器。

          每一個Cyclone IV 器件的M9K 存儲器模塊都具有9 Kbit 的嵌入式SRAM 存儲器。您可以把M9K 模塊配置成單端口、簡單雙端口、真雙端口RAM 以及FIFO 緩沖器或者ROM,通過配置也可以實現(xiàn)表1-7 中的數(shù)據(jù)寬度。

          Cyclone IV 器件中的乘法器體系結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的Cyclone 系列器件是相同的。嵌入式乘法器模塊可以在單一模塊中實現(xiàn)一個18 × 18 或兩個 9 × 9 乘法器。 針對乘法器模塊的使用提供了一整套的DSP IP,其中包括有限脈沖響應(yīng)(FIR), 快速傅里葉變換(FFT) 和數(shù)字控制震蕩器(NCO) 功能。Quartusreg;II 設(shè)計軟件中的DSP Builder 工具集成了MathWorks Simulink 與MATLAB 設(shè)計環(huán)境,從而實現(xiàn)了一體化的DSP 設(shè)計流程。

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          圖1.Cyclone IV GX 器件的收發(fā)器通道框圖

          合成孔徑雷達相關(guān)文章:合成孔徑雷達原理

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