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5CEFA7M15I7N 发布时间 时间:2025/12/27 13:44:56 查看 阅读:7

5CEFA7M15I7N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,采用先进的28nm工艺制造,属于低成本、低功耗的FPGA产品线,广泛应用于通信、工业控制、消费电子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、数字信号处理(DSP)模块、嵌入式存储器以及丰富的I/O资源,能够满足中等规模逻辑设计的需求。5CEFA7M15I7N具有77,000个逻辑单元(LEs),1,518,720位嵌入式存储器,支持多达360个用户I/O引脚,并配备多个高速串行收发器(Transceivers),最高可达3.75 Gbps的数据速率,适用于需要中等复杂度数据处理和接口扩展的应用场景。该器件还支持多种I/O标准,包括LVDS、SSTL、HSTL、PCIe等,具备良好的系统兼容性。此外,它集成了硬核处理器系统(HPS,Hard Processor System),包含双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器,主频可达1 GHz,支持运行Linux、FreeRTOS等操作系统,实现软硬件协同设计,提升系统集成度和开发效率。5CEFA7M15I7N采用FBGA封装(15 mm × 15 mm,1156-pin),符合工业级温度范围(-40°C 至 +100°C),并提供I类7级(I7)速度等级,适用于对可靠性和性能有一定要求的工业和通信设备。

参数

型号:5CEFA7M15I7N
  制造商:Intel (Altera)
  系列:Cyclone V E
  逻辑单元(LEs):77,000
  寄存器:约130,000
  嵌入式存储器(bits):1,518,720
  DSP模块数量:150
  乘法器精度:18×18
  用户I/O数量:360
  封装类型:FBGA-1156
  封装尺寸:15 mm × 15 mm
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C
  速度等级:I7
  收发器数量:8
  收发器速率:最高3.75 Gbps
  核心电压:1.0V
  I/O电压支持:1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.0V, 3.3V
  配置方式:Active Serial, Passive Serial, JTAG
  是否带HPS:是(双核ARM Cortex-A9)
  最大时钟频率(HPS):1 GHz

特性

Cyclone V FPGA的架构结合了灵活的可编程逻辑与高性能的硬核处理器系统(HPS),为嵌入式系统设计提供了高度集成的解决方案。其可编程逻辑部分基于查找表(LUT)结构,每个LUT可配置为实现组合或时序逻辑功能,配合丰富的布线资源,支持复杂的时序控制和算法实现。该器件配备了多达150个专用DSP块,每个DSP模块支持高精度乘法累加运算,非常适合用于数字滤波、FFT变换、图像处理等信号处理任务。嵌入式存储器资源丰富,支持单端口RAM、双端口RAM和移位寄存器等多种模式,可用于数据缓存、帧缓冲或状态存储。I/O架构灵活,支持差分和单端信号,具备可编程驱动强度、上拉/下拉电阻和延迟调整功能,适应不同PCB布局和信号完整性要求。高速收发器支持多种协议,如千兆以太网、PCI Express Gen1/Gen2、Serial RapidIO等,使该芯片能够作为通信接口桥接或协议转换的核心。HPS部分集成了ARM Cortex-A9双核处理器、内存控制器(支持DDR3, DDR3L, LPDDR2)、外设接口(如UART, SPI, I2C, USB, Ethernet MAC)以及安全启动机制,允许开发者在单一芯片上同时运行实时操作系统和应用软件,显著降低系统BOM成本和设计复杂度。此外,该器件支持Qsys系统集成工具和Intel Quartus Prime开发环境,提供完整的RTL综合、布局布线、时序分析和调试功能,支持SignalTap逻辑分析仪进行片上调试,极大提升了开发效率。器件还具备高级电源管理功能,支持多电压域独立供电和动态电压频率调节,优化功耗表现。安全方面,支持加密配置文件、一次性可编程(OTP)熔丝和安全启动,防止未经授权的复制或篡改。
  

应用

该芯片广泛应用于需要中等算力与高集成度的工业和通信场景。例如,在工业自动化领域,可用于PLC控制器、运动控制卡、工业HMI(人机界面)和现场总线网关,利用其FPGA逻辑实现实时I/O处理,同时通过ARM处理器运行HMI界面或网络协议栈。在视频处理系统中,5CEFA7M15I7N可用于高清视频采集、缩放、色彩空间转换和显示控制,常用于安防监控、医疗影像设备和数字标牌系统。通信设备如小型基站、光网络终端(ONT)、路由器和交换机也常采用该器件实现物理层协议处理、包分类和流量管理。在汽车电子中,可用于ADAS辅助系统、车载信息娱乐系统(IVI)和传感器融合模块。此外,科研仪器、测试测量设备、无人机飞控系统和边缘计算节点也受益于其软硬协同架构,实现快速原型开发和定制化功能扩展。由于其支持Linux操作系统,开发者可以构建基于Yocto或Buildroot的定制嵌入式系统,结合FPGA加速特定算法(如机器学习推理、加密解密),提升整体系统性能。教育和研究机构也常用该平台进行FPGA教学、SoC系统设计和算法验证。

替代型号

5CEFA9M15I7N
  5CGXA7M15I7N
  5CSEMA7U23I7

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