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EP1K100FC4843N 发布时间 时间:2025/12/27 14:31:14 查看 阅读:15

EP1K100FC484-3N 是由 Altera 公司(现已被 Intel 收购)推出的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于早期的 FLEX 10K 系列。该系列是基于 SRAM 构造的 FPGA,采用 CMOS 工艺制造,支持高密度逻辑集成与灵活的系统级设计。EP1K100 指的是该芯片具有等效于约 10 万个可用门的逻辑容量,适合用于中等复杂度的数字系统设计任务,如通信设备、工业控制、视频处理和嵌入式系统等。
  该器件封装形式为 FC484,即 484 引脚的精细间距球栅阵列(Fine-pitch Ball Grid Array),适用于高引脚数需求的应用场景,并具备良好的电气性能和散热能力。后缀中的‘-3’表示其速度等级为最快的商业级选项之一,典型建立时间为 3 ns,意味着信号传播延迟极低,适合高速时序逻辑设计。
  由于 EP1K100FC484-3N 属于较早一代的 FPGA 器件,目前已逐步被 Cyclone、Arria 或 Stratix 等更先进的系列所取代,但在一些遗留系统维护、老设备升级或教育科研项目中仍具应用价值。Altera 提供了配套的开发工具,如 Quartus II 软件,可用于综合、布局布线、仿真与下载配置。此外,该器件支持多种 I/O 标准,包括 LVTTL、LVCMOS、PCI 等,增强了其在不同接口环境下的兼容性。

参数

型号:EP1K100FC484-3N
  制造商:Altera (现 Intel)
  系列:FLEX 10K
  逻辑单元(LEs):约 9,984 个
  等效门数:100,000
  嵌入式阵列块(EAB):10 个
  最大用户 I/O 数:356
  封装类型:FC484(484-pin Fine-pitch BGA)
  速度等级:-3(3 ns 建立时间)
  工作电压:5V(核心电压通过片上调节器降压至 3.3V 或更低)
  工艺技术:CMOS SRAM-based
  配置方式:支持主动串行、被动串行、被动并行等多种模式
  工作温度范围:商业级(0°C 至 +70°C)
  支持的I/O标准:LVTTL, LVCMOS, PCI, SSTL-2 等

特性

FLEX 10K 系列 FPGA 的架构基于可编程逻辑块(Logic Array Blocks, LABs)和嵌入式阵列块(Embedded Array Blocks, EABs),其中每个 LAB 包含多个逻辑单元(LE),能够实现组合逻辑和时序逻辑功能。EP1K100FC484-3N 具备多达 9,984 个逻辑单元,分布在多个 LAB 中,提供了高度灵活的逻辑实现能力。这些逻辑单元支持多级查找表(LUT)结构,允许高效地实现复杂的布尔函数。
  该器件内置 10 个 EAB 模块,每个 EAB 可提供约 2,048 位的存储空间,总计约 20 KB 的 RAM 容量,可用于构建 FIFO 缓冲区、状态机表、小型数据缓存或双端口 RAM 结构,在需要片上存储的应用中表现优异。EAB 还支持多种读写时序模式,便于与外部控制器协同工作。
  EP1K100FC484-3N 支持全局时钟网络和局部时钟驱动机制,确保关键时钟信号的低偏移和高完整性。它配备专用的时钟管理模块,可通过外部锁相环(PLL)辅助实现频率合成与相位调整(需外接芯片或使用后续版本集成 PLL 的替代型号)。高速 I/O 单元支持三态控制、可编程摆率限制和上拉电阻配置,有效降低电磁干扰(EMI)并提高信号质量。
  该 FPGA 采用 SRAM 工艺,因此断电后配置信息会丢失,必须搭配非易失性配置芯片(如 Altera 的 EPC 系列)进行上电自动加载。配置过程支持 JTAG 接口进行调试和编程,极大方便了系统开发与现场更新。此外,器件支持 IEEE 1149.1 JTAG 边界扫描测试,有助于 PCB 板级故障诊断和生产测试。
  在功耗方面,尽管属于早期产品,但其动态功耗随使用资源比例变化显著,在轻载状态下仍具备一定的能效优势。虽然没有现代低功耗优化技术(如电源门控或多电压域),但通过合理设计时钟使能和状态机休眠机制,仍可在一定程度上控制整体功耗水平。

应用

EP1K100FC484-3N 广泛应用于上世纪末至本世纪初的多种工业与通信系统中。在通信领域,常用于协议转换器、帧同步器、TDM 多路复用/解复用单元以及 DSL 接入设备中的数据路径控制模块。其高逻辑密度和灵活的 I/O 配置使其非常适合实现定制化的接口桥接功能,例如将 PCI 总线与本地总线相连,或实现异步串行通信控制器(UART 集群)。
  在工业自动化控制系统中,该器件可用于运动控制卡、PLC 扩展模块、数据采集前端处理单元等场合。利用其并行处理能力和确定性时序响应,可以实现多轴电机协调控制算法、编码器信号解码、PWM 波形生成以及高速中断响应逻辑。
  视频与图像处理应用也是其重要用途之一。例如,在闭路监控系统中,EP1K100 可用于实现视频信号的数字化预处理、字符叠加(OSD)、窗口裁剪或简单的压缩前处理逻辑。借助 EAB 构建的帧缓冲区,能够完成基本的图像缓存与格式转换任务。
  此外,该芯片曾被广泛用于教学实验平台和科研原型验证系统中,因其架构清晰、开发工具成熟,成为许多高校数字系统设计课程的教学载体。即使在当前,对于学习 FPGA 基础原理、硬件描述语言(如 VHDL 或 Verilog)编程及综合流程仍具有参考价值。

替代型号

EP2C8Q208C8N
  EP4CE10F17C8N
  XC3S50A-4FT256C

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