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EP1C20F400I7 发布时间 时间:2025/12/27 13:33:03 查看 阅读:15

EP1C20F400I7是Altera(现为Intel Programmable Solutions Division)公司Cyclone系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片。该器件属于低成本Cyclone系列,广泛应用于通信、工业控制、消费电子和嵌入式系统等领域。EP1C20F400I7采用1.5V内核电压,封装形式为FBGA-400,适用于需要中等逻辑规模和高性能I/O能力的设计场景。该FPGA基于SRAM工艺制造,支持多次编程和配置,通常通过外部配置芯片(如EPCS系列)进行上电自动加载。其名称中的各个部分具有特定含义:EP代表可编程逻辑器件,1C表示Cyclone第一代,20表示逻辑单元数量等级,F400指FBGA-400引脚封装,I7则表示工业级温度范围与速度等级。该器件在设计灵活性、功耗控制和成本效益之间实现了良好平衡,适合中低端复杂度的数字系统实现。

参数

型号: EP1C20F400I7
  制造商: Intel (原Altera)
  系列: Cyclone I
  逻辑单元(LEs): 20060
  等效门数: 约20万门
  寄存器数量: 16944
  嵌入式存储器比特数: 286720 bit
  RAM块数量: 35个M4K块
  M4K RAM总容量: 140 Kbits
  乘法器数量: 12个(全精度)
  I/O引脚数: 303
  全局时钟输入: 4个
  锁相环(PLL)数量: 2个
  内核电压: 1.5V
  I/O电压范围: 1.8V - 3.3V
  工作温度范围: -40°C 至 +85°C
  封装类型: FBGA-400
  配置方式: 支持AS、JTAG模式

特性

EP1C20F400I7具备多项关键特性,使其成为中等规模FPGA应用的理想选择。首先,其拥有20060个逻辑单元(LE),能够实现复杂的组合和时序逻辑功能,适用于状态机、数据路径处理以及接口协议实现等任务。每个逻辑单元包含查找表(LUT)、触发器和进位链结构,支持高效的算术运算和高速计数器设计。
  其次,该器件配备了35个M4K存储块,每个M4K块可配置为4Kbit的双端口RAM或移位寄存器,总计提供超过286Kbit的片上存储资源,满足图像缓冲、FIFO队列、查找表存储等需求。此外,集成的12个全精度硬件乘法器(9x9位)可用于实现DSP功能,例如滤波器、FFT运算和数字调制解调,显著提升信号处理性能而不占用通用逻辑资源。
  EP1C20F400I7还内置两个锁相环(PLL),支持时钟倍频、分频、相位偏移和占空比调整,能够生成多个同步时钟以满足多时钟域设计需求,同时降低外部时钟源的复杂性。丰富的I/O资源(303个用户I/O)支持多种标准接口,包括LVDS、PCI、SSTL、HSTL和各类CMOS/TTL电平,便于连接ADC、DAC、存储器和其他外设。
  安全性方面,该FPGA支持JTAG边界扫描测试和在线编程,同时也提供加密配置选项防止设计被复制。由于其SRAM架构特性,必须外接配置芯片(如EPCS1、EPCS4等)来存储配置数据,上电后自动加载至FPGA内部。整体而言,EP1C20F400I7在性能、资源和成本之间取得了良好平衡,适合教育实验、原型开发和中小批量产品应用。

应用

EP1C20F400I7广泛应用于多个领域,尤其适合对成本敏感但需要一定逻辑密度和灵活性的设计。在工业自动化中,常用于PLC控制器、运动控制卡、传感器信号调理模块和工业通信网关,利用其可重构I/O和实时处理能力实现多种现场总线协议(如Modbus、CAN、Profibus)的桥接与转换。
  在通信设备中,该芯片可用于TDM交换、E1/T1线路接口、协议转换器和小型路由器的数据链路层处理,其内置的PLL和高速I/O能够稳定支持电信级时钟要求。消费类电子产品中,常见于视频采集与显示控制板,例如将摄像头输出的模拟信号数字化并通过LCD或VGA接口显示,利用FPGA实现图像缩放、色彩空间转换和帧缓存管理。
  在医疗仪器领域,EP1C20F400I7可用于便携式监测设备的数据采集前端,协调多通道ADC采样、数字滤波和数据打包上传至上位机。教育科研方面,因其开发工具成熟(Quartus II支持免费Web Edition)、学习资料丰富,被广泛用于高校FPGA教学实验平台和学生毕业设计项目。
  此外,它也适用于嵌入式视觉系统、智能卡读写器、测试测量仪器和雷达信号预处理单元。得益于其工业级温度规格(I7等级),该器件可在较恶劣环境下可靠运行,进一步拓展了其在户外设备和车载系统中的适用性。

替代型号

EP2C20F400C7
  EP3C20F400C7
  XC3S200A-4FG400I
  LFE-20EA-7F400C

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EP1C20F400I7参数

  • 产品培训模块Three Reasons to Use FPGA's in Industrial Designs
  • 标准包装60
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Cyclone®
  • LAB/CLB数2006
  • 逻辑元件/单元数20060
  • RAM 位总计294912
  • 输入/输出数301
  • 门数-
  • 电源电压1.425 V ~ 1.575 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳400-BGA
  • 供应商设备封装400-FBGA(21x21)
  • 其它名称544-1049