时间:2025/12/27 14:03:44
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EP3SL70F484C3 是 Altera(现为 Intel PSG)公司 Stratix III 系列中的一款高性能 FPGA(现场可编程门阵列)器件。该芯片基于 90nm 工艺技术制造,面向通信、高端视频处理、测试测量以及军事和航空航天等对性能和逻辑密度有高要求的应用领域。Stratix III 系列在架构上进行了优化,提供了更高的每瓦性能和更低的功耗,相较于前代产品在系统级性能方面有显著提升。EP3SL70 是该系列中的中高端型号,具备丰富的逻辑资源、高速串行收发器、嵌入式存储器和数字信号处理(DSP)模块,适用于复杂算法实现和大规模数据处理任务。该器件采用 FBGA-484 封装,工作温度范围为商业级或工业级(C 表示商业级,I 表示工业级),适合在多种环境条件下稳定运行。其高度灵活的可编程架构允许用户定制硬件功能,实现专用集成电路(ASIC)级别的性能,同时保留了 FPGA 的可重配置优势。
型号系列:Stratix III
制造商:Intel (原 Altera)
逻辑单元数量:约 70,000 个自适应逻辑模块 (ALM)
查找表(LUT):约 280,000 个
寄存器:约 140,000 个
嵌入式存储器(bit):约 4.5 Mb
DSP 模块数量:180 个 (支持 18x18 乘法器)
最大用户I/O数:346
引脚数:484
封装类型:FBGA-484
工作电压:核心电压 1.0V ±10%,辅助电压 1.8V/2.5V/3.3V
工作温度:0°C 至 85°C (商业级 C)
收发器速度:最高支持 6.375 Gbps
时钟管理单元(CMU):多个锁相环(PLL)支持高频时钟合成与管理
配置方式:支持主动和被动串行、主动和被动并行等多种配置模式
Stratix III 系列 FPGA 在架构设计上采用了多项创新技术以提升整体性能和能效。首先,其自适应逻辑模块(ALM)结构经过优化,能够更高效地实现复杂组合逻辑和算术运算,从而提高逻辑利用率并降低关键路径延迟。每个 ALM 可配置为多种模式,包括标准 LUT、进位链优化结构以及分布式 RAM 模式,增强了设计灵活性。
其次,EP3SL70F484C3 集成了多达 180 个高性能 DSP 模块,每个模块支持 18x18 乘法运算,并可通过级联方式构建更高精度的算术单元,适用于 FIR 滤波器、FFT 变换、矩阵运算等数字信号处理应用。这些 DSP 模块还支持预加器和后加器结构,进一步提升了算法执行效率。
该器件配备约 4.5 Mb 的嵌入式 M9K 存储器块,可用于实现 FIFO、缓存、查找表或双端口 RAM 等功能。M9K 块支持多种宽度和深度配置,并具备低功耗待机模式,有助于优化系统功耗。此外,其先进的时钟管理单元包含多个高性能 PLL,可提供精确的时钟分频、倍频、相位偏移和动态相位调整功能,满足高速接口同步需求。
I/O 接口方面,EP3SL70F484C3 支持多种单端和差分标准,如 LVDS、SSTL、HSTL、PCIe 等,最大 I/O 数达 346 个,适用于构建高带宽数据通路。集成的高速收发器支持高达 6.375 Gbps 的串行传输速率,可用于实现 PCIe Gen1/Gen2、Serial RapidIO、XAUI 等协议接口,极大增强了芯片的互连能力。
在功耗管理方面,Stratix III 引入了细粒度电源控制机制,允许不同逻辑区域独立关闭或降频运行。结合低静态功耗工艺和优化的布线架构,该器件在保持高性能的同时实现了良好的能效比,特别适合对热管理敏感的应用场景。
EP3SL70F484C3 广泛应用于需要高逻辑密度、高速信号处理和多协议接口支持的复杂系统中。在通信基础设施领域,它常用于构建下一代无线基站、光传输网络设备和核心路由器中的线路卡与交换矩阵,支持多种高速串行协议如 PCIe、SRIO 和 SGMII,实现高效的包处理与转发。
在视频与图像处理方面,该 FPGA 被用于高清视频编码器、多通道视频采集系统和实时图像增强设备。凭借其强大的 DSP 资源和大容量片上存储器,能够实现实时 1080p 或 4K 视频流的缩放、色彩空间转换、噪声抑制和运动检测等操作。
测试与测量仪器也大量采用该器件,例如高性能示波器、逻辑分析仪和任意波形发生器。其高精度时序控制能力和灵活的 I/O 配置使其能够精确模拟和捕获高速数字信号,满足严苛的采样率和触发要求。
在军事与航空航天领域,EP3SL70F484C3 用于雷达信号处理、电子战系统和卫星通信终端。其高可靠性设计和抗辐射特性(通过筛选版本)使其能够在极端环境下稳定运行。此外,科研设备如粒子探测器前端采集系统、天文望远镜控制系统也利用该 FPGA 实现低延迟、高吞吐的数据采集与预处理功能。
由于其强大的可编程性和扩展性,该芯片还可作为 ASIC 原型验证平台或 SoC 开发的中间载体,在新产品研发阶段加速系统调试与功能验证过程。
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