时间:2025/12/27 13:34:39
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EPF10K10LC84-4N是Altera公司(现为Intel Programmable Solutions Group)推出的经典可编程逻辑器件(PLD),属于Flex 10K系列中的现场可编程门阵列(FPGA)。该器件采用SRAM工艺制造,具有高密度、高性能和灵活的架构,适用于多种数字逻辑设计应用。EPF10K10LC84-4N中的型号含义如下:EPF代表Enhanced Performance Family,即增强性能系列;10K表示属于Flex 10K系列;10表示逻辑单元容量约为1万门;LC代表该器件采用TQFP(Thin Quad Flat Package)封装形式,且工作温度为商业级(0°C至70°C);84表示引脚数为84;-4N表示速度等级为-4,即典型传播延迟为4ns,N通常指无铅或标准工业后缀。该芯片通过外部配置EEPROM上电加载配置数据,实现非易失性逻辑功能存储。其内部结构由嵌入式阵列块(EAB)、逻辑阵列块(LAB)、可编程互联资源和I/O单元组成,支持多电压接口和多种I/O标准。由于其出色的性价比和灵活性,EPF10K10LC84-4N曾广泛应用于通信、工业控制、消费电子和原型验证系统中。尽管该型号已逐步被新型FPGA替代,但在一些老旧设备维护和特定低成本场景中仍有使用。
型号:EPF10K10LC84-4N
制造商:Altera (Intel)
系列:Flex 10K
逻辑单元(LEs):约10,000门级等效
嵌入式阵列块(EAB):2个
可用门数:约10,000 gates
I/O引脚数:64
封装类型:LQFP-84
电源电压:5V
工作温度范围:0°C 至 +70°C
速度等级:-4(tpd = 4ns)
配置方式:串行主动/被动配置,支持EPCS系列配置器件
制造工艺:CMOS SRAM工艺
时钟管理:支持全局时钟网络,最多4个全局时钟信号
Flex 10K系列架构基于连续互连结构(Continuous Interconnect Architecture),结合了门阵列的高性能与传统PLD的可编程灵活性。EPF10K10LC84-4N的核心由多个逻辑阵列块(LAB)构成,每个LAB包含8个逻辑单元(LE),每个LE具备一个4输入查找表(LUT)、可编程触发器和快速进位链,能够高效实现组合逻辑和时序逻辑功能。此外,器件内建两个嵌入式阵列块(EAB),每个EAB可提供2,048位RAM,可用于实现小容量数据缓冲、状态机编码、乘法器或协处理器功能,在需要片上存储的应用中显著提升集成度。
该芯片支持多电压I/O接口,核心电压为5V,兼容TTL/CMOS电平标准,所有I/O引脚均可配置为输入、输出或双向模式,并支持可编程上拉电阻和驱动强度控制。其全局布线资源包括四条专用高速全局时钟线,确保关键时钟信号低偏移传输,提升系统同步性能。此外,器件支持JTAG边界扫描测试(IEEE 1149.1标准),便于板级调试和生产测试。
在配置方面,EPF10K10LC84-4N采用外置串行PROM进行上电自动加载,支持多种配置模式如被动串行(PS)、主动串行(AS)等。配置数据存储于外部EEPROM(如Altera的EPC系列),上电后由FPGA读取并初始化内部逻辑结构。这种SRAM-based配置方式允许动态重配置,适合需要运行多种逻辑功能的系统。同时,该器件支持在系统编程(ISP),可通过JTAG接口更新配置,极大提升了开发调试效率。
尽管该型号发布较早,但其稳定性和成熟的设计工具链(如MAX+PLUS II、Quartus II)使其在教育、工业升级和遗留系统维护中仍具价值。其低功耗特性和商业级温度范围也适合环境温和的嵌入式应用场景。
EPF10K10LC84-4N因其良好的集成度和可编程特性,广泛应用于多个领域。在通信设备中,常用于协议转换器、接口桥接电路(如UART到并行总线转换)、HDLC控制器以及早期DSL调制解调器中的帧处理模块。其内置EAB支持构建小型FIFO或缓存,适用于异步数据速率匹配场景。
在工业自动化领域,该器件被用作PLC扩展模块的控制核心,执行自定义逻辑运算、I/O扩展、脉冲计数和PWM生成等功能。由于其高抗干扰能力和稳定的工作表现,适合部署于工厂环境下的继电器控制、传感器信号调理和电机驱动接口电路中。
消费类电子产品中,EPF10K10LC84-4N曾用于老式打印机、扫描仪和多功能办公设备的主控逻辑单元,负责时序协调、状态机管理和外围设备调度。此外,在音频设备中可用于实现数字音量控制、滤波算法或简单的DSP预处理功能。
教育与科研领域,由于其配套开发工具成熟且资料丰富,该芯片长期作为高校电子工程专业FPGA教学实验平台的核心器件,帮助学生理解硬件描述语言(HDL)、逻辑综合、布局布线及时序分析等关键技术。同时,在原型验证系统中,工程师利用其灵活性快速搭建数字系统原型,验证复杂逻辑设计的可行性。
此外,该器件也常见于军事和航空航天领域的旧型号装备维修与备件替换,虽然已不推荐用于新设计,但在维持现有系统运行方面仍发挥重要作用。
EPF10K10LC84-4
EPF10K10TCQ100-4
EPF10K20RC208-4
Cyclone EP1C3T144C7N