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EP4SGF45I2AA 发布时间 时间:2025/12/27 15:02:48 查看 阅读:19

EP4SGF45I2AA是Altera(现为Intel PSG)公司生产的Stratix IV GX系列中的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)芯片。该器件面向高端通信、数据中心、测试测量以及复杂数字信号处理等应用,具备强大的逻辑资源、高速串行收发器和嵌入式存储能力。Stratix IV系列采用先进的40nm工艺制造,在性能、功耗和集成度之间实现了良好平衡。EP4SGF45I2AA属于该系列中的中高密度型号,适用于需要大量逻辑单元、DSP模块和高速I/O接口的设计场景。该FPGA支持多种I/O标准和协议,包括PCIe Gen2、Serial RapidIO、SATA、10GbE等,使其能够广泛应用于背板互连、光传输网络、无线基站和高端视频处理系统。此外,该芯片内置了多个低抖动PLL、时钟管理单元和硬核IP模块,有助于简化系统设计并提升整体可靠性。其封装形式为FCBGA,引脚数量众多,适合多层PCB布局,并提供工业级温度范围(I级),满足严苛工作环境下的稳定运行需求。

参数

系列:Stratix IV GX
  逻辑单元(LEs):约457,000
  自适应逻辑模块(ALMs):约228,500
  寄存器:约896,000
  嵌入式存储器(M9K bit):约38,656 Kbits
  DSP模块数量:约1,320个(带乘法器)
  最大用户I/O数:约840
  高速收发器数量:40通道
  收发器速率范围:100 Mbps 至 11.3 Gbps
  支持协议:PCIe Gen2 x16, Serial RapidIO, SATA II/III, 10GbE, CPRI, OBSAI
  核心电压:0.9V
  封装类型:FCBGA
  引脚数:1592
  工作温度:-40°C 至 +100°C(结温)
  速度等级:2(I级,工业级)

特性

EP4SGF45I2AA具备高度集成的架构设计,其核心优势在于卓越的逻辑密度与高速串行连接能力的结合。该FPGA基于40nm低功耗工艺打造,内部由大量自适应逻辑模块(ALM)构成,每个ALM可灵活配置为多种组合逻辑或算术功能,显著提升逻辑利用率。其嵌入式存储资源丰富,包含数百个M9K存储块,总容量接近39Mb,可用于实现大规模FIFO、缓存或查找表等功能,尤其适合需要高带宽数据流处理的应用场景。在数字信号处理方面,器件集成了多达1,320个带有精度扩展的18x18乘法器,支持单精度浮点运算加速,适用于雷达、医学成像和无线通信中的复杂数学运算。
  高速串行收发器是该芯片的关键亮点之一,共提供40个全双工收发通道,每个通道支持最高11.3Gbps的数据速率,兼容多种主流串行协议,如10Gb以太网、PCI Express Gen2、Serial RapidIO和SATA等。这些收发器内置自适应均衡、预加重和去加重功能,能够在长距离或高频信号传输中保持信号完整性。同时,片内集成了硬核PCIe Gen2模块,可直接实现端点或根端口配置,降低CPU负载并加快系统启动时间。
  该器件还配备了先进的时钟管理技术,包括多个低抖动锁相环(PLL)、外部时钟反馈路径和动态相位调整功能,确保系统时序精确可控。电源管理方面采用多域供电策略,分别对核心、收发器和I/O进行独立供电,便于优化功耗表现。此外,支持JTAG、AS、PS等多种配置模式,并可通过主动串行(AS)器件如EPCS或通用FPGA配置芯片加载配置数据。安全性方面提供加密比特流和设备认证功能,防止未经授权的复制或逆向工程。整体而言,EP4SGF45I2AA是一款面向高性能系统的综合性FPGA解决方案,兼顾灵活性、带宽和计算能力,适用于下一代通信基础设施和高性能计算平台。

应用

EP4SGF45I2AA广泛应用于对处理能力和数据吞吐量要求极高的系统中。在通信领域,它常用于构建10G/40G/100G光传输设备、OTN(光传送网)交叉连接、分组交换路由器和无线基站基带处理单元,凭借其多通道高速收发器和大容量逻辑资源,可实现复杂的协议转换、信道化处理和前传/回传接口功能。在数据中心和高性能计算环境中,该芯片可用于开发智能网卡(SmartNIC)、FPGA加速卡和FPGA协处理器,执行数据压缩、加密解密、数据库查询加速等任务,有效卸载主机CPU负担。
  在测试与测量设备中,EP4SGF45I2AA被用于高端逻辑分析仪、示波器和误码率测试仪,利用其高采样率ADC接口能力和实时信号处理能力,实现对高速信号的捕获与分析。广播与专业音视频系统也广泛采用该器件,用于4K/8K视频格式转换、帧同步、多路视频流合成与分发,支持SDI、HDMI 2.0及IP视频(如SMPTE ST 2110)等标准。
  此外,该FPGA还适用于军事与航空航天领域的雷达信号处理、电子战系统和卫星通信终端,其工业级温度等级和抗干扰设计保障了在极端环境下的可靠运行。在工业自动化和机器视觉领域,可用于开发多相机同步采集系统、实时图像识别和缺陷检测系统,结合千兆以太网或CoaXPress接口实现高速图像传输与处理。总体来看,EP4SGF45I2AA凭借其强大的综合性能,成为高端嵌入式系统和复杂算法实现的理想选择。

替代型号

5SGXMA7N5H1F35C2N

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