时间:2025/10/29 10:12:00
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1SX280HU2F50E1VGAS是Intel(前身为Altera)公司推出的一款高性能Stratix 10 GX系列FPGA(现场可编程门阵列)器件。该芯片属于Stratix 10产品线中的高端型号,专为需要极高逻辑密度、高速串行收发器和先进计算能力的应用而设计。Stratix 10系列采用英特尔的14nm三重图案化FinFET工艺制造,结合了高性能架构与先进的封装技术,实现了卓越的性能功耗比。该器件集成了大量的可编程逻辑单元、嵌入式存储器块、数字信号处理(DSP)模块以及高速输入/输出接口,支持多种通信协议和数据速率。
1SX280HU2F50E1VGAS采用Flip-Chip BGA封装,具有丰富的I/O资源和高带宽互连能力,适用于数据中心加速、高端网络设备、测试与测量仪器、雷达系统以及广播视频处理等对性能要求极高的应用场景。该器件还支持动态部分重配置(Partial Reconfiguration),允许在运行时更改部分逻辑功能而不影响其余系统的正常工作,提升了系统的灵活性和响应能力。此外,它配备了强大的电源管理功能,能够根据负载情况调节功耗,在保证性能的同时优化能效。配套的开发工具包括Intel Quartus Prime软件套件,提供完整的综合、布局布线、仿真和调试功能,帮助开发者高效完成设计流程。
型号:1SX280HU2F50E1VGAS
制造商:Intel (Altera)
系列:Stratix 10 GX
逻辑单元(LEs):约280万个
自适应逻辑模块(ALMs):约76万
嵌入式存储器(M20K块):约39 Mb
DSP模块数量:约5,760个
最大用户I/O数:约1,500
高速收发器数量:多达96通道
收发器数据速率:最高可达28.3 Gbps(支持多种协议如PCIe Gen3/Gen4、Ethernet 10G/25G/40G/100G/400G)
封装类型:FCBGA
引脚数:2520
工作温度范围:商业级/工业级(具体取决于版本)
电源电压:核心电压典型值为0.85V~0.95V,I/O电压依据标准可调
支持的PCIe:PCIe Gen4 x16硬核IP
加密与安全:支持AES加密、SHA认证、双模式NVM安全启动
1SX280HU2F50E1VGAS作为Stratix 10 GX系列的一员,具备多项先进特性,使其成为高端FPGA应用的理想选择。首先,其基于14nm FinFET工艺的架构显著提升了性能和能效,相比前代产品在相同功耗下提供更高的运算能力。该器件采用了Hyperflex FPGA架构,通过在关键路径上增加流水线寄存器,大幅提高了最大工作频率,使得设计可以运行在更高的时钟速度下,同时支持更低延迟的数据处理。
其次,该芯片集成了多达96个高速串行收发器,每个收发器支持最高28.3 Gbps的数据速率,兼容多种主流通信协议,包括400GbE、OTU3/4、Interlaken、CPRI/eCPRI以及PCI Express Gen3和Gen4。这使得它非常适合用于构建高带宽交换机、路由器、光传输设备以及AI加速卡中的互连桥梁。
再者,片内集成了大量DSP模块,可用于实现复杂的数学运算,例如浮点计算、矩阵乘法、FFT变换等,广泛应用于雷达波束成形、无线基站基带处理和机器学习推理任务中。配合大容量嵌入式存储器和灵活的内存控制器,能够满足大数据吞吐场景下的实时处理需求。
安全性方面,该器件内置硬件级加密引擎,支持AES-256加密和SHA-256哈希算法,并配备防篡改保护机制和安全启动功能,确保固件不被非法读取或修改,适用于金融、国防和通信基础设施等对安全性要求极高的领域。
最后,Stratix 10 FPGA采用多芯片模块(MCM)封装技术,将多个裸片(die)集成在一个封装内,分别负责逻辑、收发器、内存和电源管理等功能,从而实现更高的集成度和更优的信号完整性。这种异构集成方式不仅提升了整体性能,也简化了PCB布局复杂性。
1SX280HU2F50E1VGAS主要应用于对计算性能、带宽和灵活性要求极高的复杂系统中。在数据中心领域,它常被用作智能网卡(SmartNIC)、FPGA加速卡或服务器内的协处理器,用于卸载CPU负载,提升数据包处理、加密解密、压缩解压等任务的效率。借助其对PCIe Gen4和400G以太网的支持,能够实现超高速主机接口与网络接口之间的低延迟桥接。
在通信基础设施方面,该器件广泛应用于5G无线基站的前传和回传单元、核心网路由器以及光传输设备中,承担基带信号处理、信道编码、波束赋形和协议转换等功能。其高密度DSP资源和多通道高速收发器使其能够并行处理多个射频链路的数据流。
在测试与测量设备中,如高性能示波器、误码率测试仪和协议分析仪,1SX280HU2F50E1VGAS可用于实现高速采样数据的实时处理和模式识别,支持高达数十GHz的信号带宽捕获与重建。
此外,在航空航天与国防领域,该FPGA可用于雷达系统、电子战设备和卫星通信终端,执行脉冲压缩、目标检测、跳频通信等关键任务。其高可靠性和抗辐射设计选项(在特定等级版本中)使其适合恶劣环境下的长期稳定运行。
广播与专业音视频行业也利用该芯片处理4K/8K视频流,实现无损压缩、色彩空间转换、帧同步和多画面分割等功能,满足广电级设备对低延迟和高精度的要求。
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