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5CEBA7F31I8N 发布时间 时间:2025/12/27 14:30:50 查看 阅读:28

5CEBA7F31I8N 是 Intel(原 Altera)公司 Cyclone V E 系列 FPGA(现场可编程门阵列)中的一款高性能、低功耗器件。该芯片采用 28nm 工艺技术制造,面向成本敏感且对性能有一定要求的中端应用市场,广泛应用于通信、工业控制、视频处理、嵌入式系统和消费类电子产品中。Cyclone V E 系列 FPGA 集成了高效的逻辑结构、丰富的存储资源、高速串行收发器以及嵌入式 ARM 处理器系统(在部分型号中),而 5CEBA7F31I8N 属于基础型 FPGA 架构,不包含硬核处理器,专注于可编程逻辑功能。该器件封装为 FBGA-672(Fine-Pitch Ball Grid Array),具有 672 个引脚,提供了充足的 I/O 接口以满足复杂系统设计的需求。5CEBA7F31I8N 支持多种 I/O 标准,包括 LVDS、SSTL、HSTL、PCIe 等,并具备良好的信号完整性和电源管理能力。此外,该芯片支持通过 JTAG、AS(Active Serial)或 PS(Passive Serial)等多种模式进行配置,便于开发调试与批量生产。其内部逻辑单元基于 Adaptive Logic Module (ALM) 架构,能够高效实现组合逻辑和时序逻辑功能,同时配备大量嵌入式存储块(M9K 存储器)和数字信号处理模块(DSP 块),可用于构建复杂的算法处理流水线或数据缓存结构。

参数

系列:Cyclone V E
  逻辑单元数(LEs):69408
  自适应逻辑模块(ALMs):34704
  嵌入式存储器(bits):3,896,832
  M9K 存储块数量:432
  DSP 模块数量:150
  用户 I/O 数量:420
  最大系统门数:约 150,000
  核心电压(VCC):0.9V ±10%
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C(工业级)
  封装类型:FBGA-672
  收发器速度:最高支持 3.75 Gbps
  收发器通道数:8
  配置方式:支持 AS、PS、JTAG
  PLL 数量:4
  全局时钟网络:支持多路全局时钟驱动
  安全特性:支持加密和配置保护机制

特性

Cyclone V E 系列 FPGA 5CEBA7F31I8N 具备多项先进特性,使其在中端 FPGA 市场中表现出色。首先,其基于 28nm 低功耗工艺设计,在保证高性能的同时显著降低了动态和静态功耗,适合对能效有严格要求的应用场景,如便携式设备或长时间运行的工业控制系统。其次,该芯片配备了多达 34704 个自适应逻辑模块(ALM),每个 ALM 可灵活配置为组合逻辑、寄存器或进位链结构,极大提升了逻辑实现效率。相比传统查找表结构,ALM 能更高效地实现复杂算术运算和状态机设计。
  在存储资源方面,5CEBA7F31I8N 内置 432 个 M9K 存储块,总计超过 3.8 Mb 的嵌入式存储容量,这些存储块可被配置为单端口 RAM、双端口 RAM、移位寄存器或 FIFO 结构,广泛用于图像缓冲、数据队列管理和协议转换等任务。此外,集成的 150 个 DSP 模块支持 9x9 乘法器级联,可构建高性能滤波器、FFT 引擎或矩阵运算单元,适用于数字信号处理密集型应用。
  该器件还集成了 8 个高达 3.75 Gbps 的高速收发器通道,支持常见串行协议如 PCIe Gen1/Gen2、Gigabit Ethernet、Serial RapidIO 等,便于实现高速板间通信或外设接口扩展。片内提供 4 个高性能锁相环(PLL),可用于时钟合成、抖动清除和时钟去偏斜,确保系统时序稳定性。I/O 方面支持多达 420 个用户可用引脚,兼容多种电平标准,增强了与其他外围器件的互操作性。
  安全性方面,5CEBA7F31I8N 支持 AES 加密和配置文件保护,防止未经授权的读取或复制,保障知识产权安全。开发工具链方面,完全兼容 Intel Quartus Prime 设计软件,支持从综合、布局布线到仿真调试的一体化流程,并可通过 SignalTap II 进行片上逻辑分析,极大提升开发效率。

应用

5CEBA7F31I8N 广泛应用于多个领域,尤其适用于需要中等规模可编程逻辑和一定数据处理能力的系统。在通信领域,常用于实现协议转换器、网络交换控制器、MAC 层处理引擎以及光纤接入设备中的帧处理模块。由于其内置高速收发器,可轻松支持千兆以太网、EPON/GPON 等通信接口,适用于小型基站、光模块控制和工业以太网关设计。
  在工业自动化方面,该芯片可用于构建运动控制卡、PLC(可编程逻辑控制器)、多轴伺服驱动器和传感器融合系统。其高可靠性、宽温工作范围和强实时性使其能够在恶劣工业环境中稳定运行。FPGA 的并行处理能力特别适合实现多通道数据采集、PWM 波形生成和编码器解码等功能。
  视频与图像处理是另一个重要应用场景。5CEBA7F31I8N 可用于 HDMI 或 SDI 视频信号的采集、缩放、色彩空间转换和 OSD(屏幕显示)叠加,常见于医疗成像设备、安防监控摄像头和视频会议终端中。借助其丰富的 DSP 和存储资源,可以实现边缘检测、运动补偿等初级视觉算法处理。
  在测试与测量设备中,该器件可用于逻辑分析仪、任意波形发生器和自动测试设备(ATE)的核心控制单元,利用其灵活性快速适配不同测试协议。此外,在消费电子、航空航天和军事领域也有广泛应用,例如无人机飞控系统、雷达信号预处理和嵌入式音频处理平台。其强大的可重构性和定制化能力,使工程师能够根据具体需求快速迭代设计方案。

替代型号

5CEFA7F31I8N
  5CEBA4F23C8N
  5CEBA9F23I8N

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