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5CEBA2F23I8N 发布时间 时间:2025/12/27 14:47:07 查看 阅读:13

5CEBA2F23I8N是Intel(原Altera)公司Cyclone V系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片,采用基于28nm工艺的低功耗技术制造,面向成本敏感且需要中等逻辑密度的中高端嵌入式应用。该器件属于Cyclone V E(Enhanced)子系列,集成了高性能的双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器系统(Hard Processor System, HPS)与可编程逻辑资源(FPGA fabric),构成了一款功能强大的片上系统(SoC),适用于工业控制、通信基础设施、视频处理、医疗设备以及汽车电子等领域。HPS部分包括处理器、内存控制器、外设接口(如以太网、USB、SDIO、SPI、I2C等),而FPGA部分则提供了灵活的逻辑单元、数字信号处理(DSP)模块和存储块,用户可根据具体应用需求进行定制化设计。5CEBA2F23I8N采用FBGA-672封装,引脚数为672,支持多种I/O标准,并具备良好的功耗控制能力,可在工业级温度范围(-40°C至+100°C)内稳定运行。此外,该芯片支持通过Quartus Prime开发工具进行综合、布局布线、仿真和下载,配合SoC EDS(Embedded Design Suite)实现软硬件协同设计,极大提升了开发效率和系统集成度。

参数

型号:5CEBA2F23I8N
  制造商:Intel (Altera)
  系列:Cyclone V E
  逻辑单元(LEs):约94,000
  自适应逻辑模块(ALMs):约47,000
  嵌入式存储器(M20K块):约3.9 Mbit
  DSP模块数量:150个
  封装类型:FBGA-672
  引脚数:672
  工作温度:-40°C 至 +100°C(工业级)
  核心电压:1.0V(典型)
  I/O电压支持:1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.0V, 3.3V
  收发器速率:无高速收发器(此型号为基本型E系列)
  时钟管理单元(PLL):4个全局时钟网络和PLL
  FPGA配置方式:主动串行(AS)、被动串行(PS)、JTAG等
  处理器系统:双核ARM Cortex-A9 MPCore @ 800MHz - 1GHz
  内存接口支持:DDR3, DDR2, LPDDR2, SRAM, NAND, NOR Flash

特性

Cyclone V E系列FPGA 5CEBA2F23I8N的最大特性在于其异构计算架构,将硬核处理器系统(HPS)与可编程逻辑紧密结合在同一芯片上,实现了高性能与高灵活性的统一。HPS中的双核ARM Cortex-A9具备完整的内存管理单元(MMU)、NEON多媒体扩展和浮点运算单元(VFPv3),能够运行Linux、FreeRTOS、Zephyr等嵌入式操作系统,承担系统控制、协议栈处理和用户接口任务。与此同时,FPGA部分可以并行执行高速数据采集、实时信号处理、协议转换或专用加速算法,显著提升整体系统性能。该器件支持多种启动模式,包括从QSPI Flash、SD卡或NAND Flash启动HPS,同时FPGA可通过主动串行配置器件(如EPCQ)独立加载,支持软核与硬核的灵活协同工作方式。
  在功耗方面,5CEBA2F23I8N采用28nm低功耗工艺,结合动态电压频率调节(DVFS)和电源岛设计,能够在不同工作负载下优化能耗。FPGA部分支持多电压域供电,I/O Bank可独立配置电压,增强了与其他外设的兼容性。此外,该芯片提供丰富的外设接口,包括两个10/100/1000 Mbps以太网MAC、两个USB OTG/Host控制器、多个UART、SPI、I2C、CAN等,满足复杂系统的连接需求。安全性方面,支持安全启动、一次性可编程(OTP)熔丝和加密引擎,防止固件被篡改或逆向工程。
  开发工具链成熟,使用Intel Quartus Prime软件进行FPGA逻辑设计,Qsys或Platform Designer用于构建片上总线系统,而HPS部分可通过SoC EDS或ARM DS-5进行软件开发。支持基于模型的设计流程(如MATLAB/Simulink)和高级综合(HLS),降低开发门槛。该器件还支持部分重配置功能,允许在系统运行期间动态更新FPGA逻辑,提升系统灵活性和可用性。

应用

5CEBA2F23I8N广泛应用于对集成度、性能和功耗有较高要求的中高端嵌入式系统。在工业自动化领域,常用于PLC控制器、运动控制卡、工业网关和机器视觉系统,利用FPGA实现高速I/O控制和实时响应,同时由ARM处理器运行工业通信协议(如Modbus TCP、PROFINET、EtherCAT)。在通信设备中,可用于小型基站、光网络终端(ONT)、路由器和交换机的数据包处理与转发加速。视频与图像处理方面,适合高清视频采集、编码(H.264/H.265)、显示控制和图像增强算法的硬件加速,常见于监控系统、医疗成像设备和车载信息娱乐系统。
  在测试与测量仪器中,该芯片可用于数据采集系统(DAQ)、示波器、频谱分析仪等,利用FPGA实现高速ADC/DAC接口和数字滤波,提升采样率和精度。汽车电子领域可用于ADAS预研平台、车载网关和雷达信号处理原型系统。此外,在消费类和物联网边缘计算设备中,5CEBA2F23I8N可用于智能网关、AI推理边缘节点和多功能传感器融合平台,实现本地数据处理与决策,减少云端依赖。其高集成度和可扩展性也使其成为大学科研、FPGA教学实验平台和原型验证系统的理想选择。

替代型号

5CEFA2F23I8N
  5CEBA4F23I8N
  5CEAA5F23I8N

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