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EP4CE55F29C7 发布时间 时间:2025/12/27 14:01:13 查看 阅读:9

EP4CE55F29C7是Altera(现为Intel Programmable Solutions Division)公司Cyclone IV E系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)器件。该系列FPGA基于台积电(TSMC)的65纳米低功耗工艺制造,旨在为成本敏感型应用提供高性价比的解决方案。EP4CE55F29C7属于该系列中规模较大的型号之一,拥有丰富的逻辑资源、存储单元和高速I/O能力,适用于通信、工业控制、消费电子、视频处理和测试测量等多种领域。该器件封装形式为FBGA(Fine-Pitch Ball Grid Array),共672个引脚,适用于需要中等至大规模可编程逻辑的设计场景。Cyclone IV E系列FPGA不包含嵌入式处理器硬核,因此主要面向纯硬件逻辑设计或与外部处理器协同工作的应用。EP4CE55F29C7支持多种行业标准的I/O接口电压,包括1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V,具备良好的系统兼容性和灵活性。此外,该器件内置了多个锁相环(PLL)用于时钟管理,支持时钟倍频、分频、相位调整和动态相移等功能,有助于提高系统时序性能和稳定性。作为一款非易失性配置的FPGA,它在上电后需依赖外部配置芯片(如EPCS系列)加载配置数据,完成逻辑功能的初始化。其低功耗特性和高集成度使其成为许多中端嵌入式系统的理想选择。

参数

逻辑单元(LEs):55200
  逻辑阵列块(LABs):2760
  寄存器数量:49152
  嵌入式存储器(比特):4.8 Mbit
  嵌入式乘法器(18x18):132
  I/O引脚数:472
  全局时钟网络:16个
  锁相环(PLLs):4个
  封装类型:FBGA-672
  工作温度范围:0°C 至 85°C
  最大用户I/O数:448
  电源电压(核心):1.0V
  配置电压:3.3V/1.8V可选
  收发器数量:无高速收发器
  器件系列:Cyclone IV E
  制造商:Intel (formerly Altera)
  配置方式:支持AS、JTAG模式

特性

EP4CE55F29C7具备多项关键特性,使其在中高端FPGA应用中表现出色。首先,该器件提供了高达55200个逻辑单元,能够支持复杂的数字逻辑设计,例如多通道数据处理、状态机控制、协议转换和算法实现等任务。其2760个逻辑阵列块(LABs)通过高效的互连结构连接,确保信号在片内传输时具有较低的延迟和较高的可靠性。每个LAB包含16个逻辑单元,便于设计工具进行优化布局布线。此外,该FPGA集成了总计约4.8 Mbit的嵌入式存储器,分布在多个M9K存储块中,每个M9K块可配置为9Kbit的RAM或ROM,适用于构建FIFO、缓存、查找表或图像帧存储等功能模块,尤其适合视频和通信类应用。
  在数字信号处理方面,EP4CE55F29C7配备了132个18×18位硬件乘法器,支持有符号和无符号运算,并可级联构成更宽的数据路径,适用于滤波器、FFT、调制解调等DSP操作。这些乘法器可被Quartus Prime等开发工具自动映射到设计中,显著提升计算性能并降低资源占用。同时,器件内置4个高性能锁相环(PLL),每个PLL可生成多个输出时钟,支持频率合成、动态相位调整、可编程占空比和扩频时钟输入等功能,有效解决系统级同步问题,满足多时钟域设计需求。
  I/O方面,该器件提供多达472个引脚,其中448个为用户可用I/O,支持LVDS、SSTL、HSTL、PCIe等多种电平标准,兼容不同外设和接口需求。所有I/O均支持可编程摆率控制和驱动强度调节,有助于降低电磁干扰(EMI)并提升信号完整性。安全特性方面,器件支持JTAG边界扫描测试和加密配置功能,防止设计被非法复制。此外,Cyclone IV E系列采用低功耗65nm工艺,在保证性能的同时实现了较低的静态和动态功耗,适合对功耗敏感的应用场景。整个架构设计注重成本效益与功能平衡,使其广泛应用于工业自动化、医疗设备、广播设备和科研仪器等领域。

应用

EP4CE55F29C7广泛应用于多个技术领域,尤其适合需要中等以上逻辑容量和灵活接口控制的系统。在通信基础设施中,常用于实现协议转换器、以太网交换机、光纤接入设备中的MAC层处理和物理层接口控制。由于其丰富的I/O资源和嵌入式存储能力,该器件非常适合构建多通道串行通信接口(如UART、SPI、I2C、CAN)的集中控制器,广泛应用于工业自动化控制系统中,协调PLC模块、传感器和执行机构之间的数据交互。
  在视频和图像处理领域,EP4CE55F29C7可用于高清视频采集、格式转换、OSD(屏幕显示)叠加以及图像预处理算法(如边缘检测、色彩空间转换)。其大容量片上存储器可用于缓存视频帧,而多个硬件乘法器则加速卷积运算,提升实时处理能力。此类功能常见于安防监控摄像头、医疗成像设备和视频会议终端。
  测试与测量设备也是该器件的重要应用场景,例如逻辑分析仪、任意波形发生器和自动化测试平台(ATE),利用其可重构逻辑实现高速数据采集、触发控制和实时信号分析。此外,在消费电子领域,该FPGA可用于智能家居主控、LED显示屏驱动和音频处理系统。科研和教育领域也常选用此型号进行数字系统教学、算法验证和原型开发,因其开发工具链成熟、学习资源丰富。配合Nios II软核处理器,还可构建定制化的片上系统(SoC),实现软硬件协同设计,进一步拓展其应用边界。

替代型号

EP4CE55F29C8N
  EP4CE55F23C7N
  EP4CE55F29I7

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EP4CE55F29C7参数

  • 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36
  • 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3491
  • 逻辑元件/单元数55856
  • RAM 位总计2396160
  • 输入/输出数374
  • 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780-BBGA
  • 供应商设备封装780-FBGA(29x29)