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5CEFA9F31C6N 发布时间 时间:2025/12/27 14:28:05 查看 阅读:17

5CEFA9F31C6N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28纳米工艺技术制造,属于低成本、低功耗的FPGA产品线。该器件结合了高性能逻辑资源、嵌入式存储器、数字信号处理(DSP)模块以及高速I/O功能,适用于广泛的应用场景,包括通信基础设施、工业控制、视频处理和消费类电子产品等。Cyclone V系列FPGA采用硬核处理器系统(HPS)与可编程逻辑(PL)相结合的架构,其中部分型号集成了ARM Cortex-A9双核处理器。然而,5CEFA9F31C6N属于E系列,不包含集成的处理器系统,主要专注于可编程逻辑功能,适合需要高灵活性和中等复杂度逻辑设计的应用。
  Cyclone V E系列FPGA提供良好的性价比,在保持较低成本的同时,仍具备丰富的资源和功能。5CEFA9F31C6N封装形式为FBGA-672,具有较小的物理尺寸和优良的电气性能,适用于空间受限但对性能有一定要求的设计。该芯片支持多种I/O标准,如LVDS、SSTL、HSTL、PCIe接口等,能够实现高速数据传输和系统互连。此外,它还支持DDR3、LPDDR2等外部存储器接口,便于构建高性能数据处理系统。Intel提供完整的开发工具链支持,包括Quartus Prime软件,用户可以通过该平台进行综合、布局布线、时序分析和配置下载,极大地方便了系统开发和调试过程。

参数

系列:Cyclone V E
  逻辑单元(LEs):约90,000
  自适应逻辑模块(ALMs):约48,000
  嵌入式存储器(M20K块):约3,000 kbits
  DSP模块数量:约150个
  最大用户I/O数:约380
  封装类型:FBGA-672
  引脚数:672
  工作温度范围:0°C 至 85°C(商业级)
  电源电压:核心电压1.0V,辅助电压1.2V/1.8V/3.3V等
  配置方式:支持主动串行(AS)、被动串行(PS)、JTAG等
  收发器速率:无高速收发器(属于非GX型号)
  是否带处理器系统:否(纯FPGA逻辑器件)

特性

Cyclone V E系列FPGA 5CEFA9F31C6N具备多项先进特性,使其在中端FPGA市场中具有较强的竞争力。首先,其基于28nm工艺的架构在功耗和性能之间实现了良好平衡,相比前代产品显著降低了静态和动态功耗,特别适合对能效有较高要求的应用场景。该芯片配备了丰富的可编程逻辑资源,包括多达约9万个逻辑单元和48,000个自适应逻辑模块(ALMs),支持复杂的状态机、数据路径和控制逻辑实现。每个ALM可灵活配置为寄存器、查找表或算术逻辑单元,提升了设计的灵活性和资源利用率。
  其次,该器件内置大量嵌入式存储器资源,总计约3,000 kbits的M20K存储块,可用于实现片上缓存、FIFO、查找表或数据缓冲区。这些存储器块支持双端口访问、可变宽度读写和低功耗模式,适用于图像处理、通信协议栈和实时数据流管理等应用。同时,集成的约150个DSP模块支持高效乘法累加运算,可用于实现滤波器、FFT、CORDIC等数字信号处理算法,显著提升数学运算性能而无需额外专用芯片。
  I/O功能方面,5CEFA9F31C6N支持多达380个用户I/O引脚,兼容多种单端和差分I/O标准,包括LVCMOS、LVTTL、SSTL、HSTL、LVDS等,能够无缝连接ADC、DAC、存储器和其他外设。每个I/O单元具备独立的驱动强度、摆率控制和可编程上拉/下拉电阻,增强了信号完整性和系统可靠性。此外,器件支持DDR3、DDR2、LPDDR2等外部存储器接口,并可通过UniPHY控制器实现稳定的数据传输,满足高速数据采集与回放需求。
  安全性与配置方面,该FPGA支持加密配置(通过AES和SHA-256)以防止设计被复制或篡改,同时支持远程系统更新(FPGA动态重配置)。其多种配置模式(AS、PS、JTAG)使得系统集成更加灵活,可适配不同的启动架构。器件还具备高级电源管理功能,支持多电压域供电和待机模式,有助于进一步降低整体系统功耗。

应用

5CEFA9F31C6N广泛应用于多个工业和技术领域,主要面向需要中等规模可编程逻辑且对成本敏感的设计。在通信领域,该芯片常用于实现协议转换、数据包处理、以太网交换和接口桥接功能,例如在工业以太网设备、路由器模块和光网络终端中作为主控逻辑单元。其丰富的I/O资源和高速接口能力使其非常适合构建多通道串行通信系统。
  在工业自动化与控制方面,5CEFA9F31C6N可用于运动控制、PLC扩展模块、传感器融合和机器视觉系统。其高可靠性和宽温工作能力(商业级0~85°C)确保在恶劣工业环境中稳定运行。借助内部DSP模块,可实现实时PID控制、编码器解码和电机驱动算法,提升控制系统响应速度和精度。
  视频与图像处理是另一重要应用方向。该FPGA可用于高清视频采集、格式转换、帧率匹配和图像增强处理。例如,在安防监控系统中,5CEFA9F31C6N可接收来自多个摄像头的原始图像数据,进行去噪、缩放和压缩预处理后送至主处理器,从而减轻CPU负担。其并行处理能力特别适合像素级操作,如边缘检测、色彩空间转换和叠加OSD字符。
  此外,该器件也适用于测试与测量设备、医疗成像前端、消费类电子原型开发以及教育科研平台。由于Intel提供完整的开发工具链和IP核库(如FIR滤波器、存储控制器、PCIe软核等),开发者可以快速构建功能原型并加速产品上市时间。对于不需要集成处理器但需要强大逻辑资源的应用,5CEFA9F31C6N是一个理想选择。

替代型号

5CEFA7F31C6N
  5CEBA9F31C6N
  5CGXFC7C6N

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