时间:2025/12/27 14:06:32
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EP3SE50F780C4是Altera(现为Intel Programmable Solutions Group)公司Stratix III系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该系列FPGA基于90纳米工艺技术制造,专为高端逻辑密度和高速信号处理应用而设计,适用于通信、数据中心、工业自动化、军事和航空航天等复杂系统。EP3SE50属于Stratix III系列中的中高端型号,具备丰富的逻辑资源、嵌入式存储器、数字信号处理(DSP)模块以及高速串行收发器,能够支持多通道千兆以太网、PCI Express、Serial RapidIO等多种高速接口协议。该器件采用F780封装形式,即780引脚的FineLine BGA(球栅阵列)封装,具有较小的占地面积和良好的电气性能,适合高密度PCB布局。器件后缀C4表示其属于工业级温度范围(0°C至85°C),并具备较高的性能等级(Speed Grade 4),适用于对时序要求严格的应用场景。作为一款非易失性配置FPGA,EP3SE50在上电后需通过外部配置芯片(如EPCS系列)加载配置数据,完成逻辑功能的初始化。该器件支持多种I/O标准,包括LVDS、SSTL、HSTL等,并提供灵活的时钟管理单元(PLL)用于精确的时钟合成与分配。
型号:EP3SE50F780C4
系列:Stratix III
逻辑单元(LEs):49,920
自适应逻辑模块(ALMs):16,640
寄存器:约99,840
嵌入式存储器(bit):4,879,872
乘法器(9x9):144
DSP模块:72
高速收发器数量:24
收发器速率范围:1.25 Gbps 至 6.375 Gbps
封装类型:F780(780-pin FineLine BGA)
工作温度:0°C 至 85°C
速度等级:4
I/O数量:480
电源电压:核心1.2V,I/O电压根据标准可调
配置方式:主动/被动串行、快速被动并行等
支持的I/O标准:LVTTL, LVCMOS, SSTL, HSTL, LVDS等
Stratix III EP3SE50F780C4 FPGA具备多项先进特性,使其在高性能可编程逻辑领域占据重要地位。首先,其架构采用优化的自适应逻辑模块(ALM)设计,每个ALM可实现更复杂的组合逻辑功能,相比传统查找表结构提升了逻辑效率和性能。这种设计允许在相同逻辑规模下实现更高的资源利用率,降低功耗并提升运行频率。其次,该器件集成了高达4.8 Mbit的嵌入式存储器,分布在多个M9K存储块中,每个M9K块为9 kbit,可用于构建片上缓存、FIFO、RAM或ROM结构,广泛应用于数据缓冲、图像处理和算法加速等场景。此外,内置的72个DSP模块支持高效数学运算,每个模块包含两个9x9乘法器,可配置为单个18x18乘法器或更复杂的滤波器结构,适用于FFT、FIR、卷积神经网络等信号处理任务。
EP3SE50F780C4还配备了24个全双工高速串行收发器,支持从1.25 Gbps到6.375 Gbps的宽速率范围,兼容多种行业标准协议,如PCIe Gen1/Gen2、Gigabit Ethernet、Serial RapidIO、XAUI等,极大简化了系统间高速互连的设计复杂度。这些收发器集成了时钟数据恢复(CDR)、预加重和均衡功能,确保在长距离背板传输中的信号完整性。时钟管理方面,器件提供多达16个锁相环(PLL),支持时钟去偏斜、倍频、分频和动态相位调整,满足多时钟域同步需求。
在功耗控制上,Stratix III采用多项低功耗技术,包括动态电压频率调节(DVFS)、部分重配置和精细粒度电源门控,有效降低静态和动态功耗。同时,其I/O系统支持多达30种不同的电平标准,确保与各种外围器件的无缝接口。安全性方面,该器件提供加密配置功能,支持AES 128位加密和防篡改机制,保护知识产权不被非法复制。开发工具方面,可通过Intel Quartus Prime软件进行综合、布局布线、时序分析和调试,结合SignalTap逻辑分析仪实现片内信号实时捕获,极大提升开发效率。
EP3SE50F780C4广泛应用于对性能、带宽和灵活性要求极高的复杂电子系统中。在通信基础设施领域,它常用于无线基站的基带处理单元、光传输网络中的线路卡设计以及多协议交换设备中,利用其高速收发器和DSP能力实现信号调制解调、信道编码和数据包处理。在测试与测量设备中,该FPGA可用于高速数据采集系统、协议分析仪和任意波形发生器,凭借其大容量逻辑资源和高精度时序控制能力,实现微秒级响应和高分辨率信号生成。
在工业自动化和机器视觉系统中,EP3SE50F780C4可用于实时图像处理、运动控制算法实现和多轴伺服驱动协调,其并行处理架构特别适合卷积、边缘检测和模式识别等计算密集型任务。军事和航空航天领域则利用其高可靠性、抗辐射版本(如Stratix III E系列)以及加密功能,应用于雷达信号处理、电子战系统和卫星通信终端。
此外,在数据中心和高性能计算场景中,该器件可用于定制化加速卡设计,执行特定算法卸载,如数据库查询加速、加密解密运算或基因序列比对。科研仪器如粒子探测器前端处理系统也采用此类FPGA进行事件触发和数据压缩。得益于其丰富的I/O资源和灵活的接口能力,EP3SE50F780C4还可作为系统主控制器,集成处理器软核(如Nios II)实现嵌入式控制与数据处理一体化架构,适用于需要高度定制化的复杂系统解决方案。
EP3SE260F1152C5
EP4SGX50F29C3
5SGXMA5C5H29C3