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EP1S10B672C6N 发布时间 时间:2025/12/27 14:16:43 查看 阅读:13

EP1S10B672C6N是Altera(现为Intel Programmable Solutions Division)公司生产的Stratix系列现场可编程门阵列(FPGA)器件之一。该系列FPGA面向高性能、高密度逻辑设计应用,适用于通信、数字信号处理、高端消费电子、军事和航空航天等领域。EP1S10B672C6N属于Stratix第一代产品,采用高性能的1.5V SRAM工艺制造,具有丰富的逻辑资源、嵌入式存储器和高速I/O能力,支持多种I/O标准和高级时钟管理功能。该器件封装形式为672引脚的BGA(Ball Grid Array),适用于复杂系统集成。其型号命名规则中,'EP1S'代表Stratix系列,'10'表示逻辑单元规模等级,'B672'指672引脚BGA封装,'C6N'表示速度等级为6,工业级温度范围,无铅封装。该芯片需要外部配置存储器来加载配置数据,通常通过AS(Active Serial)或PS(Passive Serial)模式从EPCS系列配置器件或其他非易失性存储器启动。由于其强大的性能和灵活性,EP1S10B672C6N在2000年代中期被广泛应用于高端通信基础设施设备中,如无线基站、核心路由器和交换机等。尽管该型号已逐步被后续的Stratix II、III、IV及Arria、Cyclone系列所取代,但在一些遗留系统维护和升级项目中仍具有重要价值。

参数

系列:Stratix
  逻辑单元(LEs):约10480个
  寄存器:约13100个
  等效逻辑门:约100万门
  嵌入式RAM:约499 kb
  RAM块数量:124块
  每个RAM块大小:4 kb
  DSP模块数量:未集成专用DSP块(早期型号)
  I/O引脚数:473个用户I/O
  I/O标准支持:LVTTL, LVCMOS, SSTL, HSTL, PCI, PCI-X, LVDS等
  最大系统时钟频率:约300 MHz(取决于设计和布局)
  PLL数量:4个锁相环
  封装类型:672-pin BGA (B)
  电源电压:核心1.5V,I/O电压根据标准可变
  工作温度:工业级(-40°C 至 +85°C)
  速度等级:6
  配置方式:支持被动串行(PS)、主动串行(AS)、快速被动并行(FPP)等

特性

EP1S10B672C6N具备高度灵活的逻辑架构,基于查找表(LUT)结构,每个逻辑单元包含一个4输入LUT和一个可配置寄存器,支持组合逻辑和时序逻辑的高效实现。其内部互连资源丰富,采用全局时钟网络与局部布线相结合的方式,确保关键信号路径的低延迟和高时序精度。该器件集成了多达499 kb的嵌入式存储器,分布在124个独立的4 kb存储块中,可用于构建FIFO、缓存、状态机或双端口RAM等应用,支持多种数据宽度和访问模式。
  在I/O方面,EP1S10B672C6N提供473个用户可编程I/O引脚,支持多种单端和差分I/O标准,包括LVTTL、LVCMOS 2.5V/3.3V、SSTL_2、HSTL以及高达800 Mbps的LVDS差分信号传输。这使得该器件能够无缝连接各种外围设备,如DDR SDRAM、高速ADC/DAC、光学模块接口等。此外,片内集成4个高性能锁相环(PLL),可用于时钟倍频、分频、相位调整和抖动滤除,支持动态重配置功能,适应多时钟域系统设计需求。
  该FPGA采用SRAM工艺,配置数据掉电后丢失,因此必须外接配置芯片(如EPCS系列)进行上电自动加载。支持JTAG在线调试和编程,便于开发阶段的硬件验证与固件更新。安全特性方面,支持加密配置和设计保护机制,防止知识产权被非法复制。虽然EP1S10B672C6N未集成专用DSP模块(如乘法器阵列),但可通过LUT和寄存器资源实现基本的数字信号处理功能,适用于中等复杂度的算法实现。总体而言,该器件在当时代表了FPGA技术的先进水平,兼顾性能、密度与灵活性,适合构建复杂的可重构数字系统。

应用

EP1S10B672C6N广泛应用于对性能和I/O带宽要求较高的领域。在电信基础设施中,常用于实现无线基站的基带处理单元、光传输网络中的线路卡逻辑控制、多协议封装解封以及SDH/SONET接口适配等功能。其高速I/O能力和大容量逻辑资源使其成为路由器和交换机中包处理引擎、流量调度器和MAC层协议栈实现的理想选择。在测试与测量设备中,该芯片可用于高速数据采集系统的实时信号预处理、协议分析仪的逻辑解析模块以及自动化测试平台的可重构接口控制器。
  在军事和航空航天领域,EP1S10B672C6N被用于雷达信号处理前端、电子战系统中的实时干扰识别与响应逻辑、以及卫星通信终端的调制解调器实现。由于其支持工业级温度范围和高可靠性封装,能够在恶劣环境下稳定运行,因此也适用于工业自动化控制系统,如高端PLC主控单元、机器视觉图像采集与处理模块、以及多轴运动控制器中的插补算法实现。
  此外,在科研和高性能计算领域,该器件曾被用于构建原型验证平台(prototyping platform)和定制化计算加速器,特别是在ASIC设计前期的功能验证中发挥重要作用。尽管当前已有更先进的FPGA产品,但EP1S10B672C6N仍在一些长期服役系统中承担关键角色,尤其在需要兼容旧有设计或维护历史项目时仍具不可替代性。

替代型号

EP1S10F672C7N
  EP1S25B672C5N
  EP2S15F672C5N

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