时间:2025/10/30 0:07:59
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10M08SAM153C8G是Intel(原Altera)公司推出的一款基于MAX 10系列的非易失性FPGA(现场可编程门阵列)芯片。该器件结合了高性能、低功耗和高集成度的特点,适用于需要中等逻辑规模但对系统集成度和启动时间有较高要求的应用场景。MAX 10系列FPGA采用嵌入式闪存技术,允许设备在上电后立即开始配置,无需外部配置芯片,从而简化了系统设计并提高了安全性。10M08SAM153C8G具有8,000个逻辑单元(LEs),属于该系列中的中低端型号,适合用于工业控制、通信接口、电机控制、电源管理、传感器聚合以及嵌入式控制系统等应用。该器件封装形式为153引脚的UFBGA(超薄细间距球栅阵列),体积小巧,适合空间受限的设计。此外,它支持双配置(Dual Configuration)功能,允许用户在两个独立的FPGA映像之间切换,增强了系统的灵活性和可靠性。该芯片工作温度范围为商业级(0°C至+85°C),符合RoHS环保标准,并具备单芯片供电(内核电压1.2V)和丰富的I/O资源(最多可达96个用户I/O),支持多种I/O标准,包括LVDS、PCIe、SPI、I2C、UART等常用接口协议。
品牌:Intel(Altera)
系列:MAX 10
逻辑单元(LEs):8000
可用逻辑单元(Logic Elements):约7,600 LE
嵌入式存储器(M9K块):595 Kb
乘法器模块(18x18):28个
锁相环(PLL)数量:2个
I/O引脚数(用户可用):最多96个
封装类型:153-ball UFBGA
封装尺寸:11 mm x 11 mm
工作电压(核心):1.2V
工作电压(I/O):支持1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.0V、3.3V
工作温度范围:0°C 至 +85°C(商业级)
配置方式:内部闪存配置,支持主动串行(AS)、被动串行(PS)等模式
安全特性:支持加密(AES-256)和一次性可编程(OTP)熔丝位
ADC通道数:1个(1 MSPS,12位精度)
ADC参考电压输入:外部或内部参考源
10M08SAM153C8G作为MAX 10系列FPGA的一员,具备多项先进的功能与架构优势。其最显著的特性之一是集成了非易失性闪存配置单元,使得FPGA在上电后能够立即启动并执行配置流程,无需依赖外部配置PROM,大大缩短了系统启动时间,满足工业自动化、实时控制等对快速启动有严格要求的应用需求。此外,该器件支持双配置闪存(Dual Configuration Flash),允许在两组不同的FPGA配置之间动态切换,便于实现固件更新、冗余备份或不同工作模式之间的无缝转换。
该芯片内置一个12位精度、采样速率为1 MSPS的逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC),可用于监测电源电压、温度传感器或其他模拟信号,减少了对外部ADC的需求,进一步降低了系统成本和复杂度。ADC模块支持多路复用输入通道,可通过内部多路开关选择多个模拟输入源进行轮询采集。
在电源管理方面,10M08SAM153C8G采用单核电压供电(1.2V),I/O电压则可根据外设需求灵活配置,兼容多种电平标准,提升了系统接口的适配能力。器件还集成了片上振荡器和锁相环(PLL),支持时钟生成、倍频、分频及相位调整功能,可为内部逻辑和高速I/O提供稳定时钟源。两个PLL支持动态相位重配置,有助于满足高速通信接口的时序要求。
安全性方面,该FPGA支持AES-256加密算法保护配置数据,防止未经授权的读取或复制;同时配备一次性可编程(OTP)熔丝,可用于永久写入唯一设备标识或禁用调试接口,增强防篡改能力。此外,器件支持Nios II软核处理器的嵌入,允许用户构建可编程片上系统(SOPC),实现硬件逻辑与软件控制的深度融合。
10M08SAM153C8G广泛应用于多个工业与嵌入式领域。在工业自动化中,常用于PLC(可编程逻辑控制器)、HMI(人机界面)、运动控制卡和I/O扩展模块,利用其快速启动和高可靠性特点确保系统即时响应。在通信接口桥接应用中,该芯片可实现不同协议之间的转换,如将SPI转USB、I2C转CAN或UART转以太网,适用于智能仪表、远程监控终端等设备。
在消费电子与医疗设备中,10M08SAM153C8G可用于图像处理前端控制、传感器信号调理和低延迟数据采集系统。其内置ADC特别适合用于电池管理系统(BMS)、电源监控单元或环境监测设备中的模拟信号采集。
在汽车电子领域,虽然该型号为商业级温度范围,但仍可用于车载信息娱乐系统的辅助控制模块或车身电子控制单元的原型开发。此外,在教育科研领域,由于其开发工具链成熟(支持Quartus Prime软件)、学习资源丰富,常被用于FPGA教学实验平台和学生项目开发。
得益于其小型化封装和高集成度,该芯片也适用于空间受限的便携式设备或模块化设计,例如FPGA子卡、嵌入式IO板卡或现场总线接口卡。配合Intel的Qsys系统集成工具,用户可以高效地构建定制化的数字系统,提升产品差异化竞争力。
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