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EP4CE10E22C8LN 发布时间 时间:2025/12/27 14:01:12 查看 阅读:20

EP4CE10E22C8LN是Altera(现为Intel PSG)公司Cyclone IV E系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片。Cyclone IV E系列基于90nm低功耗工艺技术设计,旨在为成本敏感型应用提供高性价比的解决方案。EP4CE10E22C8LN作为该系列中的中等规模器件,集成了丰富的逻辑资源、存储单元和高速I/O功能,适用于通信、消费电子、工业控制、汽车电子以及嵌入式系统等多种应用场景。该器件支持多种I/O标准,包括LVTTL、LVCMOS、PCI、SPI-4、DDR、DDR2等,具备良好的系统兼容性和接口灵活性。其内部结构包含逻辑阵列块(LAB)、嵌入式存储器块(M9K)、数字信号处理(DSP)模块、锁相环(PLL)以及专用的时钟管理电路,能够满足复杂逻辑设计与高速信号处理的需求。此外,该芯片采用非易失性配置架构,需外接配置芯片(如EPCS系列)进行上电加载,支持JTAG、AS、PS等配置模式,便于开发调试和批量生产。EP4CE10E22C8LN工作温度范围为商业级(0°C至85°C),封装形式为无铅QFP(TQFP或EQFP)256引脚,适用于对空间和功耗有一定要求的应用场景。由于其出色的性能与灵活性,该芯片在中低端FPGA市场中具有广泛的应用基础。

参数

系列:Cyclone IV E
  逻辑单元(LEs):10320
  逻辑阵列块(LABs):82
  寄存器数量:约8200
  嵌入式存储器(比特):483840
  M9K存储块数量:52
  DSP模块数量:30
  I/O引脚数:151
  最大用户I/O:151
  全局时钟网络:支持多路全局时钟
  锁相环(PLL)数量:2
  供电电压:核心1.2V,I/O电压根据标准可调(1.2V至3.3V)
  封装类型:256-pin TQFP(E22)
  工作温度:0°C 至 +85°C
  速度等级:8

特性

EP4CE10E22C8LN具备高度集成的可编程逻辑架构,采用基于查找表(LUT)的逻辑单元设计,每个LUT支持四输入组合逻辑功能,并可配置为分布式RAM或移位寄存器,极大提升了逻辑实现的灵活性。其内部由多个逻辑阵列块(LAB)组成,每个LAB包含16个逻辑单元(LE),并配备本地互联资源,使得信号传输延迟最小化,同时优化布线效率。该芯片内置52个M9K存储块,每个M9K可提供9K比特的双端口RAM容量,总计提供超过483K比特的片上存储资源,适用于数据缓存、FIFO、状态机存储等需求。此外,集成30个18x18位乘法器构成的DSP模块,支持单精度乘加运算,可用于滤波、FFT、图像处理等算法加速任务,显著提升数字信号处理能力。
  在时钟管理方面,EP4CE10E22C8LN配备两个高性能锁相环(PLL),支持频率合成、相位偏移、时钟去抖和动态相位调整等功能,可生成多个不同频率的时钟信号,满足多时域设计需求。PLL还支持外部时钟反馈和零延迟缓冲(ZDB)模式,增强系统时序稳定性。I/O接口方面,该器件支持多达151个用户可用I/O引脚,兼容多种单端和差分I/O标准,包括LVDS、RSDS等,支持高达470 Mbps的双向数据传输速率,并具备可编程驱动强度、上拉/下拉电阻和总线保持功能,有效提高信号完整性和抗干扰能力。
  该芯片采用低功耗90nm工艺制造,在保证性能的同时有效降低静态和动态功耗,适合便携式设备和长时间运行系统。配置方式灵活,支持主动串行(AS)、被动串行(PS)、JTAG等多种模式,可通过EPCS系列配置器件或外部控制器完成配置。设计工具链完整,兼容Quartus II开发环境,支持Verilog HDL、VHDL语言输入,提供综合、布局布线、时序分析、仿真和调试一体化流程,大幅缩短开发周期。此外,芯片支持边界扫描测试(IEEE 1149.1 JTAG标准),便于硬件验证和故障诊断。

应用

EP4CE10E22C8LN广泛应用于需要中等规模逻辑资源和较强接口能力的嵌入式系统中。在通信领域,常用于协议转换器、接口桥接(如USB-to-UART、Ethernet MAC控制)、小型交换机和光模块控制等场景,凭借其多I/O支持和灵活时序控制能力,能够实现多种通信标准之间的无缝对接。在工业自动化中,该芯片可用于PLC控制器、运动控制卡、传感器信号调理模块和工业HMI前端处理单元,利用其可重构逻辑优势快速响应不同现场总线协议或定制化控制逻辑需求。
  在消费电子方面,EP4CE10E22C8LN被用于高清视频处理前端、LCD驱动控制、摄像头图像采集与预处理系统,结合其DSP模块可实现色彩校正、伽马调整和简单图像缩放功能。在汽车电子中,适用于车载显示控制系统、后视影像处理单元和车身控制模块,其宽温工作能力和稳定I/O特性满足车规级应用的基本要求。此外,该芯片也常见于教学实验平台和FPGA开发板中,作为学生学习数字逻辑设计、嵌入式系统开发和软核处理器(如Nios II)构建的理想载体,帮助开发者掌握从硬件描述到系统集成的全流程技能。

替代型号

EP4CE10F17C8N
  EP4CE15E22C8N
  EP3C10E144C8N

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EP4CE10E22C8LN参数

  • 产品培训模块Three Reasons to Use FPGA's in Industrial DesignsCyclone IV FPGA Family Overview
  • 特色产品Cyclone? IV FPGAs
  • 标准包装120
  • 类别集成电路 (IC)
  • 家庭嵌入式 - FPGA(现场可编程门阵列)
  • 系列CYCLONE® IV E
  • LAB/CLB数645
  • 逻辑元件/单元数10320
  • RAM 位总计423936
  • 输入/输出数91
  • 门数-
  • 电源电压0.97 V ~ 1.03 V
  • 安装类型表面贴装
  • 工作温度0°C ~ 85°C
  • 封装/外壳144-LQFP 裸露焊盘
  • 供应商设备封装144-EQFP(20x20)