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5AGXMB7G4F40C4N 发布时间 时间:2025/12/27 13:59:46 查看 阅读:14

5AGXMB7G4F40C4N是Intel(原Altera)公司生产的Arria 10 GX系列的高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件之一。该芯片属于Arria 10产品线,采用先进的20nm工艺技术制造,具备高逻辑密度、低功耗和丰富的集成特性,适用于中高端通信、工业自动化、测试测量以及广播视频等对性能和功耗平衡要求较高的应用场景。该型号封装形式为FCBGA(Flip-Chip Ball Grid Array),引脚数为1152,适用于F40封装等级,工作温度范围为商业级到工业级(C4表示商用温度范围0°C至85°C)。Arria 10系列FPGA集成了硬核处理器系统(HPS),包括双核ARM Cortex-A9处理器,支持运行嵌入式操作系统如Linux,同时提供丰富的外设接口,例如PCIe Gen3、DDR4内存控制器、千兆以太网、SDRAM、QDR等,便于构建高度集成的片上系统(SoC)。此外,该器件还具备高级电源管理技术(Power-Optimized Core),可在不同工作负载下动态调节电压与频率,显著降低系统整体功耗。5AGXMB7G4F40C4N在设计上兼顾性能与成本,是替代早期Stratix V和Cyclone V器件的理想选择,尤其适合需要中等规模逻辑资源但对串行收发器带宽有较高要求的应用场景。

参数

系列:Arria 10 GX
  逻辑单元(LEs):约77万个
  自适应逻辑模块(ALMs):约38,600个
  寄存器数量:约1,500,000个
  嵌入式存储器(M20K块):约19 Mb
  DSP模块数量:约1518个(每个支持27x27乘法器)
  I/O引脚数:多达472个用户I/O
  最大I/O标准支持:LVTTL、LVCMOS、SSTL、HSUL、PCIe、HyperTransport等
  高速收发器数量:72个通道
  收发器速率范围:最高可达12.5 Gbps
  支持协议:PCIe Gen3 x8、Interlaken、CPRI、OBPI等
  封装类型:FCBGA-1152
  工作温度:0°C 至 +85°C(Tj)
  核心电压:典型值0.9V
  配置方式:支持主动串行(AS)、被动串行(PS)、被动并行(PP)等多种模式
  硬核处理器系统(HPS):双核ARM Cortex-A9 MPCore,主频可达1.2 GHz
  内存控制器:支持DDR3, DDR3L, DDR4, LPDDR3, QDR II+等

特性

Arria 10 GX系列FPGA具备多项先进技术特性,使其在性能、功耗和集成度之间实现良好平衡。首先,其采用的20nm工艺结合创新的架构设计,提供了比前代产品更高的逻辑密度和更低的静态功耗。器件内部集成了多达72个高速串行收发器,每个收发器支持高达12.5 Gbps的数据速率,能够满足高带宽通信接口的需求,例如多通道CPRI用于无线基站、Interlaken用于交换机背板互联,以及PCIe Gen3用于主机接口连接。这些收发器具备出色的信号完整性表现,并内置自适应均衡和预加重功能,可在不同PCB走线条件下自动优化传输质量。
  其次,该器件搭载了功能完整的硬核处理器系统(HPS),包含双核ARM Cortex-A9处理器、内存控制器、外设接口(如USB、Ethernet MAC、SPI、I2C、UART等),使得用户可以在同一芯片上实现软硬件协同设计,将实时控制任务交给处理器,而将高性能并行处理交由FPGA逻辑部分完成。这种SoC架构极大地简化了系统设计复杂度,减少了对外部处理器或协处理器的依赖。
  再者,Arria 10引入了Power-Optimized Core技术,允许设计者通过动态电压和频率调节(DVFS)机制,在不同工作模式下调整核心供电电压和时钟频率,从而在保证性能的同时最大限度地节省能耗。这对于部署在边缘计算节点或远程基站中的设备尤为重要。
  此外,该器件支持多种配置和安全功能,包括加密启动、一次性可编程(OTP)熔丝、安全密钥存储、差分功耗分析(DPA)防护等,增强了系统的抗攻击能力。开发工具方面,可使用Intel Quartus Prime Pro Edition进行综合、布局布线和调试,配合SignalTap逻辑分析仪、In-System Sources and Probes等工具实现高效的片上验证。

应用

5AGXMB7G4F40C4N广泛应用于多个高性能电子系统领域。在通信基础设施中,它常被用于4G/5G无线基站的数字前端处理,执行诸如数字上下变频(DDC/DUC)、滤波、波束成形等任务;同时支持多路CPRI/eCPRI接口,便于与射频单元(RRU)进行高速数据交互。在有线网络设备中,该器件可用于构建100G甚至400G以太网交换机的核心转发引擎,利用其高密度DSP模块实现复杂的流量调度、包处理和纠错编码(如Reed-Solomon、FEC)。
  在测试与测量设备中,如高速示波器、逻辑分析仪或误码率测试仪,5AGXMB7G4F40C4N凭借其大容量片上存储和高速I/O能力,能够实现实时数据采集、缓冲和预处理,再通过PCIe接口上传至主机进行进一步分析。其低延迟特性和确定性响应也使其适用于工业自动化控制系统,例如高端PLC、运动控制器或机器视觉平台,能够在微秒级内完成传感器数据融合与执行机构驱动。
  广播视频设备也是其重要应用方向之一,可用于SDI视频矩阵切换、HDR格式转换、多通道视频编码/解码等任务,支持SMPTE ST 2082等高清视频标准。此外,在数据中心加速卡、金融交易加速、雷达信号处理等领域,该FPGA也能发挥其并行计算优势,承担FFT、卷积、加密解密等算法加速任务。得益于其集成的ARM处理器系统,还可运行轻量级操作系统,实现监控、配置管理和远程维护等功能,提升系统智能化水平。

替代型号

5AGXM9G4F40C4N
  5AGXMB5G4F40C4N
  5AGXMA7G4F40C4N

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