 时间:2025/10/29 19:58:14
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                    5CGXFC7C7U19C8N是Intel(原Altera)公司推出的基于28nm工艺的Cyclone V GX系列FPGA(现场可编程门阵列)芯片。该器件属于Cyclone V家族中的高性能低功耗产品,集成了硬核处理器系统(HPS)与可编程逻辑(PL),适用于需要高集成度、中等逻辑资源和高速串行收发器的应用场景。该型号采用19mm x 19mm的UBGA封装(U19),共672个引脚,适合空间受限但对性能有一定要求的设计。Cyclone V GX系列特别强调在通信、工业控制、视频处理和嵌入式系统中的广泛应用能力。5CGXFC7C7U19C8N中的具体命名含义如下:'5C'代表Cyclone V系列;'GX'表示该器件包含高速收发器;'F'对应FPGA部分的逻辑密度等级;'C7'表示具有约70,000个逻辑单元(LEs)的配置;'U19'指明其为672引脚、19×19 mm的UBGA封装;'C8'代表工业级温度范围(-40°C 至 +100°C结温)、速度等级8;最后的'N'通常表示无铅环保封装。这款FPGA支持多种I/O标准,具备丰富的外设接口能力,并可通过Qsys或Platform Designer进行软硬件协同设计,实现灵活的系统架构搭建。
系列:Cyclone V GX
  逻辑单元(LEs):约70000
  自适应逻辑模块(ALMs):约39600
  嵌入式存储器(M20K块):约4.4 Mb
  数字信号处理(DSP)模块:约288个
  最大用户I/O数:300
  高速收发器数量:8通道
  收发器速率范围:最高6.144 Gbps
  封装类型:UBGA-672 (19x19 mm)
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C(结温)
  速度等级:8
  制造工艺:28 nm
  核心电压:1.0 V
  是否带HPS:是(含ARM双核Cortex-A9)
  收发器协议支持:PCIe Gen1/Gen2, Gigabit Ethernet, SATA等
5CGXFC7C7U19C8N具备高度集成的架构设计,结合了FPGA可编程逻辑与嵌入式ARM Cortex-A9 MPCore处理器系统(HPS),实现了软硬件协同处理的优势。其HPS部分集成了两个主频可达800 MHz的ARM Cortex-A9内核,带有NEON SIMD引擎和浮点单元(FPU),支持运行Linux、FreeRTOS等操作系统,适用于复杂控制任务与实时数据处理。
  该器件拥有高达8个全双工高速串行收发器通道,单通道速率最高可达6.144 Gbps,支持多种通信协议如PCI Express Gen1/Gen2、千兆以太网(GbE)、Serial ATA、CPRI、JESD204B等,广泛应用于需要高速数据传输的通信接口设计中。这些收发器采用先进的均衡技术,可在不同介质上实现可靠的数据链路连接。
  FPGA部分提供了丰富的可编程资源,包括约7万个逻辑单元、近4万ALMs以及超过4 Mb的嵌入式存储器,可用于实现复杂的时序逻辑、状态机、数据缓存等功能。同时配备多达288个DSP模块,每个模块支持18x18位乘法运算,适用于数字滤波、FFT变换、图像增强等算法密集型应用。
  芯片支持多种I/O标准,包括LVDS、SSTL、HSTL、PCIe、CMOS等,兼容3.3V至1.5V等多种电压等级,便于与外部传感器、存储器和其他外设进行接口连接。此外,片上还集成了PLL时钟管理单元、复位控制器、看门狗定时器、ADC感应模块等辅助功能模块,提升了系统的自主性和可靠性。
  在电源管理方面,5CGXFC7C7U19C8N采用多域供电设计,分别为核心逻辑、I/O、收发器和HPS提供独立电源轨,有助于降低功耗并提高信号完整性。其28nm低功耗工艺使得整体功耗显著低于前代产品,尤其适合便携式设备或散热条件有限的应用环境。
  开发工具链方面,支持Intel Quartus Prime软件进行综合、布局布线和烧录,配合SoC Embedded Design Suite(SoCEDS)完成HPS侧的软件开发与调试。支持通过JTAG、闪存或SD卡等方式启动,具备灵活的配置选项。
5CGXFC7C7U19C8N广泛应用于通信基础设施领域,例如小型基站(Small Cell)、无线回传设备、网络交换机和路由器中,利用其高速串行收发器实现多通道GbE或PCIe互联。在工业自动化系统中,该芯片可用于运动控制、机器视觉采集与预处理、工业以太网网关等场景,凭借其ARM处理器与FPGA逻辑的协同工作能力,实现实时控制与智能分析的融合。
  在视频与广播设备中,该器件常被用于HDMI/DVI信号的编码、解码、格式转换与时序调整,支持高清甚至2K分辨率的视频流处理。借助内部DSP资源,还可实现色彩校正、去噪、缩放等图像增强功能。
  此外,在测试与测量仪器、医疗成像前端处理、航空航天与国防电子系统中也有广泛应用。例如,在雷达信号采集系统中,可用其高速ADC接口采集原始信号,并通过FPGA进行数字下变频(DDC)和FFT运算,再由ARM处理器进行目标识别与数据显示。
  由于其集成了完整的双核处理器系统,也适用于嵌入式边缘计算设备,如智能网关、工业物联网终端、车载信息控制系统等,能够在本地完成数据聚合、协议转换和安全加密等任务,减少对外部主控芯片的依赖。
  教育科研领域也将其用于FPGA教学平台和原型验证系统,帮助学生和研究人员快速构建软硬件一体化的实验环境。
5CGXFC9E7U19I7N
  5CGXFC7K7U19C8N
  5CGTFC7C7U19C8N