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5CEFA5M13C6N 发布时间 时间:2025/12/26 16:15:55 查看 阅读:18

5CEFA5M13C6N是Intel(原Altera)公司Cyclone V系列中的一款FPGA(现场可编程门阵列)芯片,采用基于28nm工艺的低成本、低功耗设计,广泛应用于通信、工业控制、视频处理和嵌入式系统等领域。该器件属于Cyclone V E(Enhanced)子系列,集成了高性能逻辑单元、存储块、数字信号处理(DSP)模块以及丰富的I/O资源,能够满足中等规模复杂度的设计需求。5CEFA5M13C6N封装形式为FBGA-324,具有较小的物理尺寸和良好的散热性能,适用于空间受限的应用场景。该FPGA支持多种标准I/O电压,包括1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V,具备较强的系统互连能力。此外,它还集成了锁相环(PLL)用于时钟管理,支持高速串行接口和外部存储器接口(如DDR2/DDR3),提升了系统的整体性能和灵活性。作为一款非易失性配置的FPGA,5CEFA5M13C6N在上电后需配合外部配置芯片(如EPCS或通用SPI Flash)加载配置数据,以实现用户逻辑功能的初始化。其灵活的架构允许开发者通过HDL(硬件描述语言)进行定制化设计,并利用Quartus Prime开发工具完成综合、布局布线和调试工作。Intel提供完整的开发环境和技术支持,使该器件成为成本敏感型高性能应用的理想选择之一。

参数

型号:5CEFA5M13C6N
  制造商:Intel (Altera)
  系列:Cyclone V E
  逻辑单元(LEs):60,000
  自适应逻辑模块(ALMs):29,060
  寄存器:99,760
  嵌入式存储器(bit):1,952,256
  RAM块数量:189
  M9K块数量:189
  DSP模块数量:90
  I/O引脚数:144
  最大用户I/O数:144
  核心电压:1.0V
  I/O电压支持:1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V
  封装类型:FBGA-324
  工作温度范围:0°C 至 85°C(商业级)
  收发器数量:无高速收发器
  PLL数量:2
  配置方式:主动串行(AS)、被动串行(PS)、被动并行(PP)
  是否带处理器系统:否(纯FPGA)

特性

Cyclone V E系列FPGA在性能与功耗之间实现了良好的平衡,5CEFA5M13C6N作为其中一员,具备多项关键特性以支持多样化的应用需求。该器件采用28nm三栅极氧化物工艺技术,显著降低了动态和静态功耗,使其特别适合对能效要求较高的便携式设备和工业控制系统。其内部结构由多个自适应逻辑模块(ALM)构成,每个ALM可根据设计需要灵活配置为组合逻辑、算术逻辑或移位寄存器等功能单元,从而提高资源利用率和设计效率。嵌入式M9K存储块总容量接近2Mb,支持双端口访问模式,可用于实现FIFO缓存、查找表或片上数据缓冲,有效减少对外部存储器的依赖。
  DSP模块集成了高效的乘法器和累加单元,支持9x9和18x18位乘法运算,并可级联形成更复杂的滤波器结构,适用于数字音频处理、电机控制和图像增强等算法密集型任务。I/O系统支持多达144个用户可编程引脚,兼容多种单端和差分I/O标准,确保与不同外设的无缝连接。每个I/O块均配备独立的驱动强度和 slew rate 控制功能,有助于优化信号完整性并降低电磁干扰(EMI)。
  片内集成两个高性能锁相环(PLL),可用于时钟倍频、分频、相位偏移调整和时钟切换操作,提升系统时序裕量。此外,该FPGA支持高级配置选项,包括加密配置、CRC校验和多映像启动功能,增强了系统的安全性和可靠性。通过搭配外部配置器件,可在上电过程中自动加载配置数据,实现“瞬时启动”操作。开发流程依托于Intel Quartus Prime软件平台,支持Verilog、VHDL输入,提供静态时序分析、功率估算和SignalTap逻辑分析等调试工具,极大简化了从设计到验证的全过程。

应用

5CEFA5M13C6N广泛应用于多个工业和技术领域,尤其适用于需要中等规模逻辑集成和高度灵活性的系统设计。在工业自动化中,常用于PLC控制器、运动控制卡和传感器信号调理模块,利用其可重构I/O和实时处理能力实现多种通信协议(如Modbus、CAN、EtherCAT)的软硬件协同实现。在消费类电子领域,该芯片可用于高清视频桥接、图像缩放和格式转换设备,例如HDMI切换器或视频采集卡,借助其并行处理架构实现实时像素处理。
  通信基础设施方面,5CEFA5M13C6N可用于小型基站、光网络终端(ONT)和Packet Timing Equipment中,执行帧同步、扰码解扰、CRC校验等物理层功能。其低延迟特性和可编程逻辑非常适合实现定制化通信协议栈或接口转换逻辑。在测试与测量仪器中,该器件可用于数据采集系统、逻辑分析仪前端或任意波形发生器,实现高速ADC/DAC控制与时序生成。
  此外,在嵌入式视觉、机器视觉系统中,该FPGA可用于图像预处理模块,执行边缘检测、直方图统计、色彩空间转换等操作,减轻主处理器负担。教育科研领域也常用此类FPGA搭建原型验证平台,用于数字电路教学、算法仿真和SoC系统探索。由于其无需内置硬核处理器即可完成复杂控制逻辑,因此在纯逻辑扩展、状态机实现和高速接口桥接等场景下表现出色。配合软核处理器(如Nios II)还可构建可裁剪的嵌入式系统,进一步拓展应用边界。

替代型号

5CEFA4M13C6N
  5CEFA6M13C6N
  EP4CE55F23C8
  5CGXMA4M13C6N

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