时间:2025/12/27 14:00:15
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5CEFA9U19C7N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。该器件属于Cyclone V E(Economy)子系列,采用先进的28nm低功耗工艺制造,旨在为成本敏感型应用提供高性能与低功耗的平衡解决方案。5CEFA9U19C7N集成了丰富的逻辑资源、存储器模块和高速I/O接口,适用于通信、工业控制、消费电子和汽车电子等多种应用场景。
Cyclone V FPGA架构包含可编程逻辑单元(LEs)、嵌入式存储块(M9K)、数字信号处理(DSP)模块、时钟管理单元(PLL)以及高速串行收发器等核心组件。5CEFA9U19C7N虽然不包含硬核处理器系统(HPS),但其灵活的可编程逻辑结构使其能够实现软核处理器(如Nios II)或其他定制化功能模块。该器件封装形式为FBGA,具有19 mm x 19 mm的紧凑尺寸,共324个引脚,适合空间受限的设计需求。
该芯片支持多种标准I/O电压,包括1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V,具备良好的系统兼容性。此外,它还提供高级配置安全功能,如加密比特流保护和设备认证,以增强系统的安全性。5CEFA9U19C7N工作温度范围为工业级(-40°C至+100°C),适用于严苛环境下的稳定运行。通过Quartus Prime开发工具,用户可以方便地进行设计输入、综合、布局布线和调试,从而加快产品上市时间。
型号系列:Cyclone V E
逻辑单元(LEs):约94,000个
自适应逻辑模块(ALMs):约46,900个
嵌入式存储器(M9K RAM blocks):约4,338 Kbits
DSP模块数量:112个
用户可用I/O数量:最多236个
封装类型:FBGA-324
封装尺寸:19 mm x 19 mm
电源电压:核心电压1.0V,I/O电压支持1.2V至3.3V
工作温度范围:-40°C 至 +100°C
收发器速率:无高速收发器(Non-GT版本)
配置方式:支持主动串行(AS)、被动串行(PS)、被动并行(PPS)等多种模式
加密支持:AES-256和SHA-256安全配置
Cyclone V E系列FPGA在性能与成本之间实现了卓越的平衡,5CEFA9U19C7N作为其中的一员,具备高度集成的可编程逻辑架构和丰富的片上资源。该芯片的核心由大量逻辑单元(LEs)构成,每个LE包含一个四输入查找表(LUT)和一个可编程触发器,支持组合逻辑和时序逻辑的高效实现。这些LE被组织成自适应逻辑模块(ALMs),可在单个ALM内执行多个函数,提升资源利用率和运行频率。其内部嵌入式存储器总量超过4 Mbits,由多个M9K存储块组成,可用于构建各种类型的缓存、FIFO或数据缓冲区,并支持双端口访问模式,满足高带宽数据处理需求。
DSP模块是该器件的重要特性之一,5CEFA9U19C7N集成了多达112个专用DSP块,每个块支持9x9乘法运算,并可级联形成更高精度的算术单元,广泛应用于滤波、FFT、图像处理等数字信号处理任务。尽管该型号不配备高速收发器(即非GT版本),但其I/O系统仍表现出色,支持多达236个用户I/O引脚,兼容多种电平标准,便于与外部存储器、传感器、ADC/DAC及其他外设无缝连接。所有I/O均支持可编程驱动强度、上拉/下拉电阻和DDR操作模式,增强了接口灵活性。
时钟管理方面,芯片内置多个锁相环(PLL),可用于时钟合成、去抖、相位偏移调节和时钟切换,确保系统各部分获得稳定且精确的时钟信号。配置机制多样化,可通过专用配置芯片(如EPCS/EPCQ系列)或外部控制器加载配置数据。安全性方面,支持AES-256加密和SHA-256身份验证,防止设计被非法复制或篡改,保障知识产权安全。整体功耗经过优化,在典型应用下保持较低水平,特别适合对能效有要求的嵌入式系统。
5CEFA9U19C7N广泛应用于需要中等规模逻辑容量和高灵活性的工业与消费类电子产品中。在工业自动化领域,常用于PLC控制器、运动控制卡、工业网络网关和协议转换器等设备中,利用其强大的I/O扩展能力和实时处理性能,实现多轴伺服控制、现场总线接口(如CAN、Profibus、EtherCAT)以及人机界面(HMI)功能。在通信基础设施中,该器件可用于小型基站、光网络终端(ONT)、Packet Timing over Ethernet(PTP)同步模块等,承担数据包处理、时钟恢复和接口桥接等任务。
在消费电子方面,5CEFA9U19C7N适用于高清视频处理系统,如视频采集卡、HDMI切换器、图像缩放与格式转换器等,借助其DSP模块和片上存储器实现实时图像算法处理。此外,在测试与测量仪器中,该FPGA可用于构建通用信号发生器、逻辑分析仪前端或高速数据采集系统,实现灵活的采样控制和预处理功能。汽车电子中,可用于ADAS原型开发平台、车载显示控制系统或传感器融合实验平台,特别是在研发阶段提供快速验证能力。
由于其不带硬核处理器,5CEFA9U19C7N更适合纯逻辑或软核嵌入式系统设计。结合Nios II软核处理器,可构建完整的嵌入式控制系统,运行轻量级RTOS或裸机程序,适用于定制化控制逻辑和专用加速器设计。同时,其小尺寸封装也使其适用于空间受限的便携式设备或模块化板卡设计,例如FMC子卡、SoM模块等。凭借Quartus Prime软件提供的完整开发环境,用户可使用Verilog或VHDL进行设计,并通过SignalTap II进行片上逻辑分析,极大提升了调试效率和开发便利性。
5CEFA7U19C7N
5CEFA9F23C7N
5CGXFC7C7N