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EP2S15F484CN 发布时间 时间:2025/12/27 14:24:19 查看 阅读:13

EP2S15F484CN 是 Altera 公司(现已被 Intel 收购)推出的 Stratix II 系列中的一款高性能 FPGA(现场可编程门阵列)芯片。Stratix II 系列基于 90nm 工艺技术,采用铜互连工艺和低介电常数材料,显著提升了性能并降低了功耗。该系列器件面向高端应用,如通信基础设施、数字信号处理、高端视频处理以及复杂系统逻辑控制等。EP2S15F484CN 属于 Stratix II 系列中的中等规模型号,具备丰富的逻辑资源、高速串行收发器、嵌入式存储器块和 DSP 模块,支持多种 I/O 标准,适用于需要高带宽和高性能处理能力的应用场景。
  该器件封装为 FBGA-484,具有 484 个引脚,适用于紧凑型高密度 PCB 设计。其内部结构包括多达 15,600 个逻辑单元(LEs)、68 个 18x18 乘法器模块(可用于构建 DSP 功能)以及高达 3.6 Mbits 的嵌入式 RAM。此外,EP2S15F484CN 支持多种时钟管理技术,内置锁相环(PLL)用于精确的时钟合成与抖动清除,增强了系统的时序稳定性。由于其高度灵活性和强大功能,该芯片广泛应用于需要现场可重构性和高性能计算能力的工业、军事和电信领域。

参数

型号:EP2S15F484CN
  制造商:Altera (Intel)
  系列:Stratix II
  逻辑单元(LEs):15,600
  寄存器:约 17,000
  嵌入式 RAM(bits):3,612,672
  乘法器数量:68
  DSP 模块:支持 18x18 有符号/无符号乘法
  I/O 引脚数:360
  最大用户 I/O 数:360
  封装类型:FBGA-484
  工作温度范围:0°C 至 85°C(商业级)
  电源电压:核心电压 1.2V,I/O 电压支持 1.5V、1.8V、2.5V、3.3V
  收发器速率:不适用(本型号无高速收发器)
  时钟管理:2 个 PLL,支持时钟切换和动态相位调整

特性

Stratix II 架构采用了先进的自适应逻辑模块(ALM),每个 ALM 可以实现多个逻辑功能,从而提高了逻辑利用率和性能效率。EP2S15F484CN 中的 ALM 结构允许更灵活地映射复杂组合逻辑和时序逻辑,相比传统查找表结构,在相同逻辑量下可减少关键路径延迟。这种架构优化使得设计者能够在不牺牲性能的前提下实现更高密度的功能集成。
  该器件配备了大规模的嵌入式存储资源,总容量达到 3.6 Mbits,由多个 M-RAM 块组成,每个块可配置为不同深度和宽度的单端口或双端口 RAM。这些存储块支持异步和同步访问模式,并可用于 FIFO、缓存或查找表等应用场景。此外,所有 RAM 块均支持硬错误检测和可选的纠错码(ECC)功能,提升系统在高可靠性环境下的数据完整性。
  DSP 子系统包含 68 个 18x18 位乘法器,能够级联形成更宽的数据路径(如 36x36 或更大),适用于滤波器、FFT 运算、矩阵运算等数字信号处理任务。乘法器支持流水线模式以提高吞吐率,并可与专用加法器链结合构成 MAC(乘加单元),满足实时信号处理需求。
  I/O 接口方面,EP2S15F484CN 提供多达 360 个用户可编程 I/O 引脚,支持 LVDS、LVPECL、HSTL、SSTL、PCI、PCI-X 等多种电气标准,兼容不同外设和背板接口。每个 I/O 单元都具备独立的驱动强度控制、可编程上拉/下拉电阻以及 DDR 支持,便于实现高速并行总线接口设计。
  片内时钟网络采用全局时钟树结构,确保低偏斜和高扇出能力。两个高性能 PLL 提供频率合成、相位偏移调节、扩频时钟支持等功能,还能实现外部时钟冗余切换,增强系统容错能力。此外,器件支持 JTAG 配置模式,可通过 IEEE 1149.1 边界扫描进行调试和测试,同时提供主动串行(AS)、被动串行(PS)和被动并行(PP)等多种配置方式,适应不同的系统启动需求。

应用

EP2S15F484CN 被广泛应用于对性能和灵活性要求较高的领域。在通信系统中,它常用于实现协议转换器、线路卡控制器、包分类引擎以及交换结构控制逻辑。由于其强大的逻辑资源和存储能力,适合构建复杂的控制平面处理单元,尤其在城域网和接入网设备中表现优异。
  在工业自动化领域,该芯片可用于运动控制、机器视觉系统和高端 PLC 控制器。其高 I/O 数量和多标准支持使其能轻松连接各种传感器、执行器和工业总线接口(如 CAN、PROFINET、EtherCAT)。通过内部状态机和硬件加速逻辑,可实现毫秒级响应控制,保障生产系统的稳定运行。
  广播与专业音视频设备也是其重要应用方向之一。例如,在高清视频切换台、帧同步器、色彩校正器中,EP2S15F484CN 利用其并行处理能力和大容量片上存储,完成像素级实时图像处理任务,如缩放、叠加、色度键控等操作。
  此外,在测试与测量仪器中,该器件被用作主控处理器或协处理器,负责采集数据预处理、触发逻辑生成和接口桥接功能。其可重构性允许同一硬件平台适配多种测试场景,降低开发成本和维护难度。
  科研与国防电子系统中,因其具备较强的抗干扰能力和可定制性,常用于雷达信号预处理、电子战系统中的调制解调模块以及航天器上的遥测数据编码单元。尽管该型号不含高速收发器,但仍可通过外部 SERDES 芯片扩展实现千兆级串行通信能力。

替代型号

EP2S15F484C3N
  EP2S15F484I3N
  EP2S15F672C3N

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