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EP4SGF45I3AB 发布时间 时间:2025/12/27 14:37:56 查看 阅读:7

EP4SGF45I3AB是Altera(现为Intel Programmable Solutions Division)公司生产的Stratix IV GX系列的一款高性能现场可编程门阵列(FPGA)器件。该系列FPGA专为高端、高性能应用设计,集成了丰富的逻辑资源、高速串行收发器以及强大的数字信号处理能力。EP4SGF45I3AB采用先进的130nm工艺制造,属于Stratix IV GX子系列,具备高速串行接口功能,适用于通信、数据中心、测试测量、军事和航空航天等对性能要求极高的领域。该器件具有高密度的逻辑单元、嵌入式存储块和DSP模块,支持多种I/O标准,并内置多个低抖动、高带宽的收发器通道,能够实现高达6.375 Gbps的线速传输。其内部架构包括自适应逻辑模块(ALM)、寄存器文件、时钟管理单元(PLL)、外部存储器接口支持以及硬核PCI Express模块,使其在复杂系统集成方面表现出色。此外,该FPGA支持高级配置安全功能,如加密和设计保护机制,确保知识产权的安全性。EP4SGF45I3AB中的后缀'I3AB'表示其工业级温度范围(-40°C至+85°C)、特定封装形式(FBGA)及速度等级,适用于严苛环境下的稳定运行。

参数

系列:Stratix IV GX
  逻辑单元(LEs):约45,000个
  自适应逻辑模块(ALMs):约22,000个
  嵌入式存储器比特数:约14 Mbits
  DSP模块数量:约192个
  最大用户I/O数量:约800个
  收发器数量:16通道
  收发器速率范围:150 Mbps至6.375 Gbps
  支持协议:PCIe Gen1/Gen2, SATA, SRIO, CPRI, OBSAI等
  封装类型:FBGA
  引脚数:1517
  工作温度:-40°C至+85°C
  电源电压:核心电压1.0V,辅助电压1.2V/1.5V/1.8V
  速度等级:3
  加密支持:AES + SHA-256
  配置方式:主动串行、被动并行、JTAG等

特性

EP4SGF45I3AB具备卓越的高速串行通信能力,集成多达16个GX收发器通道,每个通道支持从150 Mbps到6.375 Gbps的宽速率范围,能够无缝支持多种主流串行协议,如PCI Express Gen2、Serial ATA、RapidIO、CPRI和Interlaken等。这些收发器内置自适应均衡、时钟数据恢复(CDR)和低抖动锁相环(PLL),确保在高速传输中保持信号完整性。其收发器架构采用串行化/解串行化(SerDes)技术,结合前向纠错(FEC)和预加重/去加重功能,可在长距离背板或电缆上传输数据而不会显著降低性能。
  该器件还提供强大的数字信号处理能力,内置192个高性能DSP模块,每个模块支持9x9、18x18或36x36乘法运算,并可灵活配置为滤波器、FFT引擎或矩阵处理器。这些DSP块与流水线寄存器深度集成,能够在单周期内完成复杂的数学运算,适用于雷达、软件定义无线电和高清视频处理等应用。
  在逻辑架构方面,EP4SGF45I3AB采用自适应逻辑模块(ALM)结构,相比传统查找表(LUT)架构能更高效地实现复杂组合逻辑和状态机。每个ALM包含多个LUT和寄存器资源,支持动态重配置和多模式操作,极大提升了逻辑利用率和性能效率。
  此外,该FPGA具备高级时钟管理功能,内置多个专用PLL和DLL,支持频率合成、相位偏移、扩频时钟兼容性和动态相位调整。其I/O架构支持超过30种单端和差分标准,包括LVDS、HSTL、SSTL、PCIe等,便于与各种外部器件接口。安全性方面,支持AES加密配置和SHA-256身份验证,防止未经授权的读取和克隆,保障设计安全。

应用

EP4SGF45I3AB广泛应用于需要高带宽、低延迟和高度灵活性的复杂系统中。在电信基础设施领域,它被用于构建下一代无线基站(如4G LTE和早期5G原型系统)中的数字前端(DFE)模块,执行数字上变频(DUC)、数字下变频(DDC)、滤波和信道化处理。其高速收发器可用于实现CPRI/OBSAI光接口,连接射频拉远单元(RRU)与基带处理单元(BBU)。
  在数据中心和高性能计算环境中,该芯片可用于加速特定算法任务,例如包处理、流量分类、加密解密和数据压缩,配合PCIe硬核模块实现主机CPU的低延迟交互。同时,它也适用于构建定制化网络接口卡(NIC)或智能网卡(SmartNIC)原型。
  测试与测量设备中,EP4SGF45I3AB常用于逻辑分析仪、示波器和误码率测试仪的核心处理单元,利用其大容量逻辑资源和高速采集能力实现实时信号捕获与分析。
  在军事和航空航天领域,由于其工业级温度耐受性和抗辐射加固版本的存在,该器件可用于雷达信号处理、电子战系统、卫星通信终端和飞行控制系统。此外,在广播视频设备中,可用于处理多通道HD/3G-SDI流,执行色彩空间转换、帧同步和叠加功能。

替代型号

EP4SGX45EF19C3NES
  EP4SGX45FF19C3NES
  5SGXMA4H3F35C3
  5SGXEA4H3F35C3

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