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5M1270ZF324C4 发布时间 时间:2025/12/27 14:48:05 查看 阅读:12

5M1270ZF324C4 是由 Intel(原 Altera 公司)推出的一款基于 Cyclone V 系列的 FPGA(现场可编程门阵列)器件。该芯片属于 Cyclone V GX 家族,采用 28 nm 工艺制造,具备高性能、低功耗和高集成度的特点,广泛应用于通信、工业控制、视频处理和嵌入式系统等领域。该器件型号中的各个部分具有特定含义:'5M' 表示 Cyclone V 系列,'1270' 指逻辑单元数量约为 127,000 个,'Z' 表示封装类型为 BGA,'F324' 表示引脚数为 324,'C4' 表示速度等级为工业级,工作温度范围符合工业标准。5M1270ZF324C4 集成了丰富的逻辑资源、嵌入式存储器块、数字信号处理(DSP)模块以及高速串行收发器,支持多种 I/O 标准和通信协议,能够满足复杂系统设计的需求。此外,该 FPGA 支持软核处理器(如 Nios II)和硬核处理器系统(HPS),可在单芯片上实现灵活的软硬件协同设计。Altera 提供了完整的开发工具链,包括 Quartus Prime 软件,用于综合、布局布线、仿真和调试,帮助工程师高效完成项目开发。

参数

系列:Cyclone V GX
  逻辑单元(LEs):约 127,000
  自适应逻辑模块(ALMs):约 63,500
  嵌入式存储器(M20K 块):约 4.8 Mbit
  DSP 模块数量:150
  I/O 引脚数:236
  最大用户 I/O:236
  封装类型:FBGA-324
  引脚数:324
  速度等级:C4
  工作温度范围:0°C 至 85°C(工业级)
  电源电压:核心电压 0.9V,I/O 电压支持 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.0V、3.3V
  高速收发器数量:8
  收发器速率范围:最高支持 3.75 Gbps
  配置方式:主动串行(AS)、被动串行(PS)、JTAG
  是否带硬核处理器系统(HPS):否

特性

Cyclone V GX FPGA 5M1270ZF324C4 具备出色的逻辑密度与能效比,其基于 28 nm 低功耗工艺技术构建,显著降低了动态和静态功耗,适合对功耗敏感的应用场景。该器件集成了多达 127,000 个逻辑单元和 63,500 个自适应逻辑模块(ALMs),提供了强大的可编程逻辑资源,能够实现复杂的组合与时序逻辑功能。其内部包含多个 M20K 存储器块,总嵌入式存储容量接近 4.8 Mbit,可用于实现 FIFO、缓存、查找表或片上数据缓冲等功能,有效减少对外部存储器的依赖。
  在数字信号处理方面,该 FPGA 配备了 150 个 DSP 模块,每个模块支持 18x18 乘法运算,并可配置为支持更高精度的算术操作,适用于滤波、FFT、图像处理等高性能计算任务。此外,它集成了 8 个全双工高速串行收发器,支持高达 3.75 Gbps 的传输速率,兼容多种协议如 PCIe Gen1/Gen2、Gigabit Ethernet、Serial RapidIO 等,便于实现高速接口互联。
  I/O 接口方面,该芯片提供 236 个用户可编程 I/O 引脚,支持广泛的单端和差分 I/O 标准,包括 LVCMOS、LVTTL、SSTL、HSTL、LVDS 等,增强了与其他外设的兼容性。其灵活的时钟管理单元(PLL 和 DLL)支持多路时钟生成、相位调整和频率合成,有助于实现精确的时序控制和同步设计。
  5M1270ZF324C4 支持多种配置模式,包括主动串行(AS)、被动串行(PS)和 JTAG,允许通过外部配置芯片(如 EPCQ 系列)或主机处理器进行配置加载。该器件还具备 JTAG 边界扫描测试功能,便于生产测试和调试。虽然该型号不包含硬核 ARM 处理器系统(HPS),但仍可使用 Nios II 软核处理器构建定制化嵌入式系统,实现高度灵活的软硬件协同设计。

应用

5M1270ZF324C4 广泛应用于需要中等规模逻辑资源和高速接口能力的工业与通信系统中。在通信领域,常用于实现以太网交换机、光传输设备、无线基站基带处理单元以及协议转换网关,其高速收发器支持千兆以太网和 PCIe 接口,便于构建低延迟、高吞吐量的数据通道。在工业自动化中,该器件可用于运动控制、PLC 扩展模块、机器视觉采集与预处理系统,利用其丰富的 I/O 资源连接传感器、编码器和执行机构,并通过 FPGA 的并行处理能力实现实时控制。
  在视频与图像处理应用中,5M1270ZF324C4 可用于 HDMI 或 SDI 视频采集、缩放、色彩空间转换和帧率转换等功能,适用于监控系统、医疗成像设备和广播级视频设备。其 DSP 模块可用于实现图像滤波、边缘检测或压缩算法加速。
  此外,该 FPGA 还适用于测试测量仪器,如逻辑分析仪、信号发生器和自动化测试设备(ATE),利用其可重构性和高精度时序控制能力,实现多功能、多通道信号处理。在科研和教育领域,由于其性能适中且开发工具成熟,也常被用于 FPGA 教学实验平台和原型验证系统。得益于 Altera 完整的 IP 核库和 Quartus Prime 开发环境,用户可以快速集成 FFT、FIR 滤波器、DDR 控制器等模块,缩短开发周期,提升系统可靠性。

替代型号

5M1270ZE144C5N

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