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EP2A15B724I9 发布时间 时间:2025/12/27 14:18:24 查看 阅读:11

EP2A15B724I9 是一款由 Intel(原 Altera)公司生产的高性能、低功耗的现场可编程门阵列(FPGA)芯片,属于 Cyclone II 系列。该系列 FPGA 采用 90nm 工艺制造,具备丰富的逻辑资源、嵌入式存储器和数字信号处理能力,广泛应用于通信、工业控制、消费电子以及测试测量设备中。EP2A15B724I9 中的 'EP2' 表示 Cyclone II 系列,'A15' 指其具有约 15,408 个逻辑单元(LEs),'B' 代表封装类型为 FineLine BGA,'724' 表示引脚数为 724,而 'I9' 则表明其为工业级温度范围(-40°C 至 +100°C)、速度等级为 9 的器件。该芯片支持多种 I/O 标准,包括 LVDS、SSTL、HSTL 和 LVTTL,适用于高速数据传输和复杂逻辑设计场景。其内部集成了多个锁相环(PLL)用于时钟管理,能够实现频率合成、相位调整和时钟去抖等功能。此外,Cyclone II 架构还包含大量 9-bit 和 18-bit 乘法器模块,可用于构建高效的 DSP 系统,如滤波器、FFT 处理器等。由于其高性价比和良好的开发支持,EP2A15B724I9 成为许多中端嵌入式系统设计中的首选 FPGA 器件之一。

参数

型号:EP2A15B724I9
  制造商:Intel (Altera)
  系列:Cyclone II
  逻辑单元(LEs):15,408
  等效逻辑门:约 300,000
  寄存器数量:11,616
  嵌入式存储器比特数:668,448 bit
  18-bit 乘法器数量:35
  I/O 引脚数:513
  最大系统时钟频率:300 MHz
  PLL 数量:2
  工作温度范围:-40°C ~ +100°C
  封装类型:FBGA-724
  电源电压:1.2V(核心),支持多种I/O电压

特性

Cyclone II 系列 FPGA 采用了基于查找表(LUT)的架构,每个逻辑单元由一个 4 输入查找表和一个可配置寄存器组成,支持组合逻辑和时序逻辑操作。这种结构使得设计人员可以灵活地实现各种复杂的数字逻辑功能。芯片内部的互联资源经过优化,提供了高效的信号路由能力,减少了关键路径延迟,从而提升了整体性能。其嵌入式存储器块(M4K 模块)可被配置为单端口 RAM、双端口 RAM、移位寄存器或 FIFO 缓冲区,在需要大量数据缓存的应用中表现出色。这些存储器模块支持最高 300MHz 的访问速率,并可通过流水线技术进一步提高吞吐量。
  在数字信号处理方面,EP2A15B724I9 集成了多达 35 个 18×18 位硬件乘法器,可在单周期内完成乘法运算,非常适合实现 FIR 滤波器、数字下变频器(DDC)和图像处理算法。所有乘法器均可通过 DSP 模块级联形成更宽的数据通路,例如构建 36×36 位乘法器以满足高精度计算需求。两个片上锁相环(PLL)支持输入时钟频率从 1.5MHz 到 300MHz,输出频率范围为 1.5MHz 到 300MHz,具备可编程分频/倍频、相位偏移和占空比调节功能,可用于生成多个同步时钟域,满足多时钟系统的设计要求。
  该器件支持超过 30 种不同的 I/O 接口标准,兼容单端与差分信号,最大 I/O 切换速率可达 400 Mbps。部分引脚支持源同步接口如 DDR SDRAM 控制器接口,允许在上升沿和下降沿同时采样数据,显著提升存储器带宽利用率。安全特性方面,Cyclone II 提供了配置加密功能,防止未经授权的读取或复制配置文件。虽然不支持部分重配置,但其快速配置时间(通常小于 100ms)确保了系统启动效率。开发工具链主要依赖 Quartus II 软件,支持 VHDL、Verilog HDL 及 SystemVerilog 进行设计输入,并提供综合、布局布线、时序分析和调试一体化环境。

应用

EP2A15B724I9 广泛应用于对成本敏感且需要一定逻辑容量和性能的中低端嵌入式系统中。典型应用领域包括工业自动化控制系统,其中该芯片可用于实现定制化的通信协议转换器,例如将 Modbus RTU 转换为 EtherNet/IP 协议,或构建多轴运动控制引擎,驱动步进电机和伺服电机。在视频处理领域,它可用于 HDMI 或 VGA 视频信号的采集与格式转换,结合内部 DSP 模块实现实时图像缩放、色彩空间转换和边缘增强等预处理功能。通信基础设施中,该器件常用于构建小型基站中的接口桥接模块,实现 T1/E1 与以太网之间的数据转发,或作为网络交换机中的包分类和转发逻辑单元。
  在测试与测量设备中,EP2A15B724I9 可充当高速数据采集系统的主控逻辑,协调 ADC 采样、数据缓存和 USB 或 PCIe 接口传输,适用于示波器、频谱分析仪等仪器。医疗电子设备也采用此类 FPGA 实现超声波成像前端的数据聚合与初步处理。此外,在消费类电子产品中,该芯片可用于智能显示终端的时序控制(TCON)模块,管理 LCD 面板的扫描时序和灰阶驱动逻辑。教育科研领域则利用其开放性和可重构性,作为数字逻辑、计算机体系结构和 FPGA 开发的教学实验平台。得益于其工业级温度规格,该器件特别适合部署于恶劣环境下的户外设备,如交通监控系统、远程遥测终端和能源管理系统中。

替代型号

EP2C5T144C8N
  EP2C8Q208C8N
  EP4CE6E22C8N

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