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EP2C20F256I8 发布时间 时间:2025/12/27 13:37:18 查看 阅读:9

EP2C20F256I8是Altera(现为Intel Programmable Solutions Division)公司Cyclone II系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)器件。该系列基于90纳米低介电常数工艺技术制造,旨在提供高逻辑密度、高性能和低成本的解决方案,广泛适用于通信、消费电子、工业控制、汽车电子以及测试测量设备等领域。EP2C20F256I8型号中的'EP'代表Altera的FPGA产品线,'2C'表示Cyclone II系列,'20'指其具有约20,000个逻辑单元(LEs),'F256'表示该器件采用256引脚的FineLine BGA封装,而'I8'则说明其属于工业级温度范围(-40°C至+85°C),速度等级为8。
  Cyclone II系列FPGA采用了优化的架构设计,包含丰富的逻辑资源、嵌入式存储器块(M4K RAM)、数字信号处理(DSP)模块、锁相环(PLL)以及时钟管理电路,支持多种I/O标准和接口协议,如LVDS、PCI、SPI、I2C、UART等。这些特性使得EP2C20F256I8非常适合用于中等规模的可重构逻辑设计,例如数据采集系统、图像处理前端、通信协议转换器、工业自动化控制器等应用场景。此外,该芯片可通过Altera Quartus II或后续版本的开发工具进行综合、布局布线、仿真与下载配置,支持SRAM-based配置方式,通常需要配合外部非易失性存储器(如EPCS系列配置器件)实现上电自动加载功能。

参数

逻辑单元(Logic Elements):18752
  嵌入式存储器(M4K RAM bits):398080
  可用用户I/O数量:169
  嵌入式乘法器(18x18):15
  锁相环(PLLs):2
  M4K存储块数量:35
  寄存器(Registers):约25000
  速度等级:8
  封装类型:256-pin FineLine BGA (FBGA)
  温度等级:工业级(-40°C to +85°C)
  核心电压(VCCINT):1.2V
  辅助电压(VCCAUX):3.3V
  配置电压(VCCIO for Bank 1 & 2):3.3V

特性

EP2C20F256I8具备Cyclone II系列典型的高性能与低成本结合的架构优势,其内部由可编程逻辑阵列、嵌入式存储器、DSP模块和时钟管理单元组成,能够满足多样化的设计需求。该器件拥有18752个逻辑单元,这些逻辑单元由查找表(LUT)和寄存器构成,支持组合逻辑与时序逻辑的灵活实现。每个逻辑单元可以独立配置为执行基本布尔运算、状态机控制或复杂算法处理,适用于构建从简单接口桥接到中等复杂度处理器系统的各种应用。
  片上嵌入式存储资源方面,EP2C20F256I8集成了35个M4K存储块,总计提供接近400Kbits的双端口RAM空间,可用于实现FIFO缓冲区、数据缓存、查找表存储等功能,在视频处理或通信协议处理中尤为重要。此外,它还配备了15个18×18位硬件乘法器,能够在不占用通用逻辑资源的情况下高效执行数字信号处理任务,如滤波、FFT计算和调制解调操作,显著提升系统性能。
  在时钟管理方面,该FPGA内置两个锁相环(PLL),支持频率合成、相位调整、占空比校正和时钟切换功能,能够生成多个不同频率的时钟信号以驱动系统内不同模块,提高同步设计的稳定性。I/O接口方面,支持多达169个用户可编程I/O引脚,兼容多种单端和差分I/O标准,包括LVTTL、LVCMOS、PCI、LVDS等,增强了与其他外设芯片的互连能力。同时,该器件采用SRAM工艺制造,因此掉电后配置信息会丢失,需外接配置芯片(如EPCS16)完成上电自动加载。安全特性方面支持JTAG调试与在线编程,并可通过加密位流防止设计被复制。

应用

EP2C20F256I8因其适中的资源规模和丰富的外设接口能力,广泛应用于多个工程领域。在工业控制系统中,常用于PLC扩展模块、运动控制器、传感器信号调理与多通道数据采集系统的设计,利用其并行处理能力和可重构I/O结构实现灵活的输入输出配置。在通信设备中,该FPGA可用于实现协议转换器,如将RS-232/485转换为以太网或CAN总线接口,也可作为小型交换机或路由器中的包处理引擎。
  在消费类电子产品中,EP2C20F256I8被用于显示控制板、视频格式转换器(如HDMI/VGA互转)、摄像头图像预处理单元等场合,利用其M4K内存和DSP模块进行帧缓冲和边缘检测等操作。此外,在教学科研领域,由于其开发工具链成熟且资料丰富,常被高校用于数字逻辑、计算机组成原理、嵌入式系统等课程的教学实验平台。
  在测试与测量仪器中,该芯片可用于高速数据采集卡、逻辑分析仪前端或任意波形发生器的核心控制器,通过自定义状态机精确控制采样时序和触发机制。同时,由于其工业级温度规格,也适用于车载电子、户外监控设备等对环境适应性要求较高的场景。得益于Quartus II软件提供的SOPC Builder和Nios II软核处理器支持,用户还可在此芯片上构建定制化的片上系统(SoC),集成CPU、内存控制器和外设接口,实现高度集成的嵌入式解决方案。

替代型号

EP2C20F484C8
  EP2C15F256C8
  EP3C25E144C8
  XC3S200A-4FT256I

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EP2C20F256I8参数

  • 产品培训模块Three Reasons to Use FPGA's in Industrial Designs
  • 标准包装90
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Cyclone® II
  • LAB/CLB数1172
  • 逻辑元件/单元数18752
  • RAM 位总计239616
  • 输入/输出数152
  • 门数-
  • 电源电压1.15 V ~ 1.25 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度-40°C ~ 100°C
  • 封装/外壳256-BGA
  • 供应商设备封装256-FBGA(17x17)
  • 配用P0528-ND - BOARD DEV DE1 ALTERA544-1736-ND - CYCLONE II STARTER KIT EP2C20N
  • 其它名称544-2102