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EP3C16U256C7 发布时间 时间:2025/12/27 14:02:37 查看 阅读:22

EP3C16U256C7 是 Altera(现为 Intel PSG)公司 Cyclone III 系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片。Cyclone III 系列基于 65nm 低功耗工艺制造,旨在为成本敏感型应用提供高性价比的可编程逻辑解决方案。EP3C16 是该系列中的中等规模器件,适合广泛的应用场景,包括工业控制、消费电子、汽车电子、通信接口和嵌入式系统等。该芯片采用 256 引脚 UFBGA(Ultra Fine Pitch Ball Grid Array)封装,具有较小的封装尺寸和良好的电气性能,适用于对空间有严格要求的设计。EP3C16U256C7 中的 'C7' 表示其属于速度等级 7 的商业级(0°C 至 85°C 工作温度范围)器件,具有中等性能水平,能够在较低功耗下实现合理的时序性能。该器件无需外部配置芯片即可工作,支持多种配置模式,如主动串行(AS)、被动并行同步(PPS)、被动并行异步(PPA)、被动串行(PS)和 JTAG 模式,便于系统集成和调试。作为一款成熟的 FPGA 器件,EP3C16U256C7 拥有丰富的开发工具支持,包括 Quartus II 开发环境,用户可通过硬件描述语言(如 VHDL 或 Verilog)进行逻辑设计、综合、布局布线和时序分析,从而实现复杂的功能定制。尽管该型号已逐步进入产品生命周期的后期阶段,但由于其稳定性和广泛的行业应用基础,仍然在许多现有设计中被持续使用和维护。

参数

系列:Cyclone III
  逻辑单元(LEs):15,408
  寄存器:约 13,600
  自适应逻辑模块(ALMs):5,728
  M9K 存储器块数量:52
  总嵌入式存储器(bit):475,200
  DSP 模块数量:4
  I/O 引脚数:157
  最大用户 I/O 数:157
  电源电压(核心):1.2V
  工作温度范围:0°C 至 85°C
  封装类型:256-pin UFBGA
  速度等级:C7

特性

Cyclone III 系列 FPGA 采用了 65nm 低功耗工艺技术,这在当时显著降低了动态和静态功耗,使得 EP3C16U256C7 在保持高性能的同时具备出色的能效比。该器件内部结构由多个自适应逻辑模块(ALM)构成,每个 ALM 可以实现多种组合和时序逻辑功能,提升了逻辑利用率。与前代 Cyclone II 相比,Cyclone III 在架构上进行了优化,支持更高效的逻辑实现和更高的资源密度。EP3C16U256C7 集成了多达 52 个 M9K 存储器块,每个块可提供 9Kbits 的双端口 RAM 容量,适用于 FIFO、缓存、数据缓冲等多种应用场景,尤其适合需要大量片上存储的系统设计。
  该芯片配备了 4 个专用 DSP 模块,每个模块支持 9x9 乘法运算,并可配置为实现滤波器、数学运算等功能,适用于中等复杂度的数字信号处理任务。I/O 结构灵活,支持多种单端和差分 I/O 标准,包括 LVTTL、LVCMOS、PCI、SSTL、HSTL 等,能够轻松连接不同类型的外围设备和接口电路。此外,芯片内置锁相环(PLL),可用于时钟管理,实现频率合成、相位调整、时钟去抖和时钟切换等功能,增强了系统的时钟灵活性和稳定性。
  EP3C16U256C7 支持多种配置方式,允许通过 EPCS 系列串行配置器件自动加载配置数据,也可通过 JTAG 接口进行在线编程和调试,极大地方便了开发和生产测试。其安全特性包括加密配置功能(需配合特定配置方案),可在一定程度上防止设计被逆向工程。虽然该器件不包含硬核处理器,但可通过软核 Nios II 实现嵌入式处理器功能,构建片上系统(SoPC),从而实现控制与数据处理一体化设计。总体而言,EP3C16U256C7 凭借其合理的资源分配、低功耗特性和灵活的接口能力,在工业自动化、视频处理、通信网关等领域具有广泛的应用价值。

应用

EP3C16U256C7 广泛应用于多个工业和技术领域,尤其适用于需要中等规模逻辑资源和灵活接口控制的嵌入式系统。在工业控制领域,该芯片常用于 PLC(可编程逻辑控制器)、运动控制卡、传感器接口模块和工业通信网关中,利用其可重构逻辑实现多种协议转换功能,如 Modbus、CAN、Profibus 等工业总线的桥接与处理。在消费类电子产品中,它可用于视频采集与处理系统,例如 HDMI 或 VGA 视频信号的格式转换、图像缩放和帧率匹配,得益于其嵌入式存储资源和 I/O 灵活性,能够高效完成图像数据的缓存与传输。
  在通信设备中,EP3C16U256C7 可作为接口桥接芯片,实现 SPI、I2C、UART 与高速并行总线之间的数据交换,也可用于以太网 MAC 控制器的实现,配合外部 PHY 芯片构建轻量级网络接口。汽车电子领域中,该器件适用于车载信息娱乐系统的辅助逻辑控制、LED 显示驱动或摄像头信号预处理模块,尤其是在需要长期供货保障和稳定性的设计中仍具优势。此外,在科研和教育领域,由于 Cyclone III 系列拥有完善的开发文档和教学资源,EP3C16U256C7 常被用于 FPGA 教学实验平台和学生项目开发,帮助学习者掌握数字逻辑设计、硬件描述语言和 SoPC 构建技能。其成熟的技术生态和相对简单的开发流程也使其成为原型验证和小批量产品的理想选择。

替代型号

EP3C16F256C7N
  EP3C16Q240C7N
  EP4CE15F23C8

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EP3C16U256C7参数

  • 产品培训模块Cyclone® III FPGADesigning an IP Surveillance CameraThree Reasons to Use FPGA's in Industrial Designs
  • 标准包装119
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列Cyclone® III
  • LAB/CLB数963
  • 逻辑元件/单元数15408
  • RAM 位总计516096
  • 输入/输出数168
  • 门数-
  • 电源电压1.15 V ~ 1.25 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度0°C ~ 85°C
  • 封装/外壳256-LFBGA
  • 供应商设备封装256-UBGA(14x14)
  • 配用544-2601-ND - KIT DEV CYCLONE III LS EP3CLS200P0037-ND - BOARD DEV/EDUCATION ALTERA DE0544-2411-ND - KIT DEV NIOS II CYCLONE III ED.
  • 其它名称544-2465