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EP4CE30F19I7N 发布时间 时间:2025/12/27 14:37:28 查看 阅读:7

EP4CE30F19I7N是Altera(现为Intel Programmable Solutions Group)公司Cyclone IV E系列中的一款高性能、低功耗的现场可编程门阵列(FPGA)芯片。该器件基于90nm工艺制造,专为成本敏感且对性能有一定要求的应用而设计,广泛应用于通信、工业控制、消费电子、视频处理和嵌入式系统等领域。Cyclone IV E系列通过优化逻辑结构、内存和数字信号处理资源,在保持较低功耗的同时提升了整体系统性能。EP4CE30F19I7N采用FBGA封装,引脚数为780,适用于需要中等规模逻辑资源但对I/O数量和存储带宽有较高需求的设计场景。该芯片支持多种I/O标准,包括LVDS、SSTL、HSTL、PCIe兼容接口等,具备良好的系统互连能力。此外,它集成了多个锁相环(PLL)模块,可用于时钟管理与频率合成,提高系统的时序稳定性。作为工业级温度范围(-40°C至+100°C)的器件,EP4CE30F19I7N适用于恶劣环境下的可靠运行。其命名规则中,'EP4CE'代表Cyclone IV E系列,'30'表示逻辑单元数量等级,'F19'指代封装类型为FBGA780,'I7'表示速度等级和温度范围,'N'通常表示无铅环保封装。该器件可通过Quartus II或后续版本的Intel Quartus Prime软件进行开发、综合、布局布线及编程下载,支持JTAG、AS等多种配置模式。

参数

系列:Cyclone IV E
  逻辑单元(LEs):30,144
  自适应逻辑模块(ALMs):约15,072
  寄存器:约26,500
  嵌入式存储器 bit:484,800
  M9K存储块数量:195
  DSP模块数量:66
  I/O引脚数:473
  全局时钟网络数量:16
  锁相环(PLL)数量:4
  最大用户I/O数:473
  电源电压核心:1.0V
  I/O电压范围:1.2V~3.3V
  工作温度范围:-40°C 至 +100°C
  封装类型:FBGA-780
  速度等级:I7

特性

EP4CE30F19I7N具备多项关键特性,使其在中端FPGA市场中具有较强的竞争力。首先,其逻辑架构基于自适应逻辑模块(ALM),每个ALM可根据设计需求灵活配置为多种组合逻辑或时序逻辑功能,显著提高了资源利用率和性能表现。这种架构优化使得在实现复杂算术运算、状态机或数据路径时更加高效。
  其次,该芯片配备了丰富的嵌入式存储资源,总共有484,800位的片上存储器,由195个M9K存储块构成,每个M9K块提供9Kbits的双端口RAM功能,支持真双端口、单端口、移位寄存器等多种模式,非常适合用于缓存、帧缓冲、FIFO队列或查找表应用。结合多达66个专用DSP模块,每个模块支持9x9乘法器和累加操作,能够高效执行数字信号处理任务,如滤波、FFT变换和音频/视频编码解码。
  再者,EP4CE30F19I7N提供了高达473个用户可编程I/O引脚,支持多种单端和差分I/O标准,包括LVCMOS、LVTTL、PCI、SSTL、HSTL以及LVDS等,满足高速接口和跨平台连接的需求。其I/O Bank分布合理,便于PCB布线,并支持可编程驱动强度和上拉电阻,增强信号完整性。
  此外,芯片内置4个高性能锁相环(PLL),可用于输入时钟调理、倍频、分频、相位偏移调节和动态相位调整等功能,支持零延迟缓冲(ZDB)模式,有助于构建复杂的多时钟域系统。PLL还支持外部反馈和可编程带宽,提升系统稳定性和抗干扰能力。
  最后,该器件强调低功耗设计,采用三级电源管理架构(核心、I/O和配置电源),并通过高级合成算法和电源岛技术降低静态和动态功耗,适合对能效比敏感的应用场景。配合Quartus Prime工具链中的功耗分析器,开发者可以精确评估并优化系统功耗。

应用

EP4CE30F19I7N广泛应用于多个工业和技术领域。在通信系统中,常用于协议转换器、接口桥接(如以太网到UART)、小型基站基带处理单元以及光传输设备中的控制逻辑实现。其高I/O密度和DSP资源使其适合构建多通道串行通信控制器或TDM交换矩阵。
  在工业自动化方面,该芯片被用于PLC控制器、运动控制卡、传感器融合模块和机器视觉预处理单元。利用其强大的并行处理能力和实时响应特性,可以同时采集多个模拟/数字信号,并执行快速逻辑判断与输出控制。
  消费类电子产品中,常见于高清视频切换器、HDMI信号处理器、LED显示屏控制器和智能家居中枢设备。例如,在LED大屏控制系统中,EP4CE30F19I7N可完成图像缩放、色彩校正、灰度调制和扫描驱动逻辑生成等功能。
  在医疗设备领域,用于便携式监护仪的数据采集前端、超声成像系统的波束成形控制以及病人信息显示界面驱动。
  此外,科研与教育机构也常选用此型号进行FPGA教学实验、数字系统原型验证和嵌入式SoC开发。结合Nios II软核处理器,可在片内构建完整的嵌入式系统,运行轻量级操作系统如FreeRTOS或μC/OS-II,实现控制与数据处理一体化架构。其工业级温度规格也使其适用于户外监控、车载设备和航空航天等严苛环境下的电子系统设计。

替代型号

EP4CE22F17C8N
  EP4CE15F17C8N
  EP4CE10F17C8N
  5CGXEM5C6F23C7

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