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EP2C5U484C7 发布时间 时间:2025/12/27 15:01:48 查看 阅读:11

EP2C5U484C7 是 Altera 公司(现已被 Intel 收购)Cyclone II 系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片。该器件基于 90nm 工艺制造,具有高性能、低功耗和高性价比的特点,广泛应用于通信、工业控制、消费电子和嵌入式系统等领域。Cyclone II 系列 FPGA 采用逻辑单元(LE)架构,EP2C5U484C7 拥有 4,608 个逻辑单元,能够实现复杂的数字逻辑功能。该芯片封装形式为 484 引脚的 BGA(U484),适用于空间受限但需要较高集成度的设计场景。其内部集成了丰富的资源,包括嵌入式存储器块(M4K 块)、数字信号处理(DSP)模块、锁相环(PLL)以及高速 I/O 接口,支持多种标准电平协议,如 LVTTL、LVCMOS、PCI、SSTL 等,具备良好的系统兼容性。此外,EP2C5U484C7 支持通过 JTAG 接口进行在线编程和调试,便于开发与维护。该器件的工作温度范围为商业级(0°C 至 85°C),适用于大多数常规工业和消费类应用环境。配合 Quartus II 开发工具,用户可以方便地完成从设计输入、综合、布局布线到时序分析的完整流程,极大提升了开发效率。

参数

系列:Cyclone II
  逻辑单元(LEs):4608
  等效逻辑门数:约 50000
  寄存器数量:3632
  M4K RAM 块数量:27
  总嵌入式存储器(bits):120960
  DSP 模块数量:2
  锁相环(PLL)数量:2
  I/O 引脚数:315
  最大用户 I/O 数:315
  封装类型:BGA-484(U484)
  电源电压:核心 1.2V,I/O 3.3V/3.0V/2.5V/1.8V/1.5V
  工作温度范围:0°C 至 85°C
  制造工艺:90nm
  配置方式:支持主动串行(AS)、被动串行(PS)、JTAG 编程
  配置器件兼容:EPCS 系列
  时钟管理:支持时钟切换、时钟使能、外部时钟输入

特性

EP2C5U484C7 的一个显著特性是其高效的逻辑架构与丰富的片上资源结合,使其在低成本 FPGA 中表现出卓越的性能。其基于查找表(LUT)的逻辑单元设计允许灵活实现组合和时序逻辑,每个逻辑单元包含一个 4 输入 LUT 和一个可配置寄存器,支持同步清零、异步清零、时钟使能等多种模式,提升了设计灵活性。此外,该芯片集成了多达 27 个 M4K 存储器块,每个块可提供高达 4Kbit 的存储容量,可用于构建 FIFO、缓存、状态机或小型数据存储结构。这些存储器块支持双端口访问,宽度可配置为 1、2、4、8、16、32 位,适应多种应用场景。
  DSP 模块方面,虽然仅有两个乘法器单元,但仍可支持 9x9 位乘法运算,适合实现滤波器、累加器或简单的算术运算,满足基础数字信号处理需求。两个内置的锁相环(PLL)提供了强大的时钟管理能力,支持频率合成、相位偏移、占空比调整和时钟切换功能,可生成多个不同频率的时钟信号以驱动系统中的不同模块,同时支持外部时钟反馈以实现精确同步。
  I/O 特性方面,EP2C5U484C7 提供了多达 315 个用户可用 I/O 引脚,支持多种 I/O 标准,包括单端和差分信号标准,确保与外围设备的良好接口兼容性。每个 I/O 单元支持可编程摆率控制和驱动强度设置,有助于优化信号完整性并减少电磁干扰。此外,该器件支持边界扫描测试(IEEE 1149.1 JTAG),便于生产测试和现场调试。整体架构经过优化,在保持低功耗的同时实现了较高的逻辑密度,适合电池供电或对热管理有要求的应用场景。

应用

EP2C5U484C7 广泛应用于需要中等规模逻辑集成且成本敏感的嵌入式系统中。在工业自动化领域,它常用于实现 PLC 控制器、运动控制卡、传感器接口模块和工业通信网关,得益于其高 I/O 数量和多协议支持能力,能够轻松连接各类执行器、编码器和现场总线收发器。在通信设备中,该芯片可用于实现协议转换器、串行通信控制器(如 UART、SPI、I2C 扩展)、以太网 MAC 层逻辑或简单的网络交换功能,尤其适合边缘节点设备或桥接模块。
  在消费电子领域,EP2C5U484C7 可用于视频处理前端,例如 HDMI 或 VGA 信号采集与格式转换、图像缩放、色彩空间变换等,结合外部 DDR 存储器可实现帧缓冲功能。教育和科研机构也广泛使用该芯片作为 FPGA 教学平台的核心器件,因其开发资料丰富、工具链成熟,非常适合学生学习硬件描述语言(如 VHDL 或 Verilog)和数字系统设计方法。
  此外,在医疗设备、测试测量仪器和便携式数据采集系统中,EP2C5U484C7 凭借其可靠性和灵活性,可用于实现数据采集控制逻辑、ADC/DAC 接口、实时信号预处理等功能。由于 Cyclone II 系列已进入成熟期,许多老旧系统仍在使用该芯片进行维护和替换,因此在备件市场和工业升级项目中依然具有重要地位。尽管新型 FPGA 在性能和集成度上更优,但 EP2C5U484C7 因其稳定性和成本优势,在特定领域仍具不可替代性。

替代型号

EP2C5T144C8
  EP2C8Q208C8
  EP2C20F484C7

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