时间:2025/12/27 14:05:15
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10AX115N3F45E2SG是Intel(原Altera)公司推出的Arria 10 GX系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该芯片属于Arria 10产品线,专为需要高逻辑密度、高速收发器和低功耗的中高端应用而设计。10AX115N3F45E2SG采用先进的20nm工艺制造,具备强大的可编程逻辑资源、嵌入式存储器、数字信号处理(DSP)模块以及高速串行收发器,适用于通信、数据中心加速、工业自动化、测试与测量以及广播视频等多种复杂应用场景。该器件支持多种I/O标准,具有出色的电源管理功能,并集成了硬核处理器系统(HPS),包括双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器,使得它既能作为独立的片上系统(SoC)使用,也可与FPGA逻辑协同工作以实现软硬件协同设计。10AX115N3F45E2SG中的后缀‘3F45E2SG’表示其封装形式为FBGA,共1590个引脚,工作温度为工业级(-40°C至+100°C),属于速度等级2的器件,具备较高的性能与可靠性。该FPGA还支持高级配置选项,如通过QSPI、SD卡或Ethernet进行远程更新,并提供SEU(单粒子翻转)保护和CRC错误检测等可靠性增强功能,适合在严苛环境中长期运行。
型号:10AX115N3F45E2SG
系列:Arria 10 GX
逻辑单元数量:约115万个
自适应逻辑模块(ALM)数量:约57,000 ALMs
DSP模块数量:96个
嵌入式存储器总量:约20 Mbits
最大用户I/O数量:700个
高速收发器数量:24通道
收发器速率范围:1.5 Gbps 至 12.5 Gbps
核心电压:0.9V
封装类型:FBGA-1590
工作温度范围:-40°C 至 +100°C
速度等级:2
工艺技术:20nm
是否包含HPS:是(双核ARM Cortex-A9)
配置方式:主动/被动串行、JTAG、QSPI、SDMMC等
Arria 10 GX系列FPGA在架构设计上实现了性能与功耗之间的良好平衡,10AX115N3F45E2SG作为其中一员,具备多项先进特性。其采用了异构多核架构,集成了高性能FPGA逻辑阵列与硬核处理器系统(HPS),允许用户在同一芯片上实现控制平面与数据平面的高度集成。HPS部分包含双核ARM Cortex-A9处理器、内存控制器、外设接口(如USB、Ethernet、SPI、I2C、UART等),并支持运行Linux、FreeRTOS等操作系统,极大地提升了系统的灵活性和开发效率。FPGA部分则提供了丰富的可编程资源,包括高密度ALM结构、支持流水线操作的DSP模块以及大容量片上RAM,能够高效实现复杂数字信号处理算法、协议转换和实时控制逻辑。
FPGA内部采用高级电源管理技术(PMT),支持动态电压和频率调节(DVFS),可根据负载情况自动调整工作状态以降低功耗。此外,该器件支持多种低功耗模式,例如待机模式和部分重配置模式,有助于延长设备在电池供电或绿色节能场景下的使用寿命。在信号完整性方面,10AX115N3F45E2SG配备了多达24个高性能收发器通道,每个通道支持高达12.5 Gbps的数据速率,可用于实现PCIe Gen3、10GbE、CPRI、Interlaken等多种高速串行协议,满足现代通信系统对带宽的严苛要求。
安全性方面,该器件支持加密配置、安全启动、256位AES加密和SHA-256身份验证,防止未经授权的访问和逆向工程。同时,它具备SEU(单粒子翻转)检测与纠正能力,适用于航空航天、工业控制等高可靠性领域。开发工具链方面,支持Intel Quartus Prime软件进行综合、布局布线和调试,配合SignalTap II逻辑分析仪、Platform Designer系统集成工具以及SDK for OpenCL,可实现从硬件设计到软件开发的全流程支持。
10AX115N3F45E2SG广泛应用于对性能、集成度和能效有较高要求的中高端系统中。在通信基础设施领域,它常用于构建无线基站中的基带处理单元,支持LTE-A、5G NR等标准下的大规模MIMO信号处理、信道编解码和波束成形运算;也可作为核心交换芯片实现路由器和交换机中的包处理、流量调度和协议解析功能。在数据中心应用中,该器件可用于开发FPGA加速卡,执行数据库查询加速、机器学习推理、视频转码和加密解密任务,显著提升计算效率并降低总体拥有成本。
在工业自动化方面,10AX115N3F45E2SG适用于高端PLC、运动控制平台和机器视觉系统,利用其高I/O数量和确定性延迟特性,实现多轴同步控制、图像采集与实时分析。测试与测量设备如高性能示波器、逻辑分析仪和矢量网络分析仪也广泛采用该芯片,以实现高速数据采集、FFT分析和协议解码等功能。广播与专业音视频领域中,该FPGA可用于4K/8K视频路由、帧同步、色彩空间转换和HDR处理,支持SDI、HDMI 2.0、DisplayPort等接口标准。
此外,在医疗成像、雷达系统、电子战设备和科研仪器中,10AX115N3F45E2SG凭借其高可靠性和强算力,被用于实现超声波信号处理、合成孔径成像、数字下变频(DDC)和实时频谱监测。得益于其SoC架构,开发者可以将实时控制任务交给ARM处理器,而将高吞吐量数据流处理交由FPGA逻辑完成,从而构建高度优化的异构计算平台。
10AX115H3F45E2SG
10AX115N3F45I3SG
10AX115H3F45I3SG