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EPF10K50STC144-2 发布时间 时间:2025/12/27 14:07:24 查看 阅读:8

EPF10K50STC144-2是Altera公司(现为Intel Programmable Solutions Division)早期推出的FLEX 10K系列中的一款现场可编程门阵列(FPGA)芯片。FLEX 10K系列是基于SRAM工艺的可编程逻辑器件,采用CMOS技术制造,具有高密度、高性能和灵活性的特点,广泛应用于通信、工业控制、消费电子和计算机外设等领域。EPF10K50STC144-2中的'EPF'代表可擦写可编程逻辑器件,'10K'表示属于FLEX 10K系列,'50'表示该器件等效于约5万个门的逻辑容量,'STC'代表其封装形式为144引脚的薄型四侧引脚扁平封装(TQFP),'-2'则表示其速度等级为-2,属于该系列中较快的性能级别之一。该芯片内部集成了连续式阵列架构,包含逻辑阵列块(LAB)、嵌入式阵列块(EAB)以及可编程互连资源,支持用户自定义实现复杂的数字逻辑功能。由于其SRAM工艺特性,该器件在断电后配置信息会丢失,因此通常需要配合一个外部非易失性存储器(如串行EEPROM或Flash)来存储配置数据,并在上电时自动加载到FPGA中。尽管该型号已逐步被更新的FPGA产品所取代,但由于其成熟的设计和稳定的性能,在一些老旧系统维护和工业升级项目中仍具有一定的应用价值。

参数

型号:EPF10K50STC144-2
  制造商:Altera(现Intel)
  系列:FLEX 10K
  逻辑单元数量:约50,000门级等效
  逻辑阵列块(LAB)数量:80个
  每个LAB包含宏单元数:10个LE(Logic Elements)
  嵌入式阵列块(EAB)数量:8个
  每个EAB容量:2,048位RAM
  可用I/O引脚数:136个
  封装类型:144-TQFP(薄型四侧引脚扁平封装)
  电源电压:5V ±5%
  工作温度范围:商业级(0°C 至 70°C)
  速度等级:-2(典型tpd为7.0ns)
  配置方式:支持PS模式、PPS模式、Fast Passive Parallel(FPP)等多种配置模式
  配置器件兼容:支持与EPC1、EPC2、EPC1441等配置器件配合使用
  时钟管理:支持全局时钟网络,最多4个全局时钟信号
  可编程互连资源:高度灵活的快速连接(FastTrack)互连结构

特性

FLEX 10K系列FPGA采用了创新的连续式互连架构(FastTrack Interconnect),使得信号在芯片内部传输延迟更加可预测且较低,特别适合复杂逻辑设计和高速信号处理应用。EPF10K50STC144-2通过将多个逻辑单元组织成逻辑阵列块(LAB),并利用高效的可编程互连资源进行连接,实现了高密度逻辑集成。每个逻辑单元(LE)包含一个4输入查找表(LUT)、一个可编程触发器和进位链逻辑,能够高效实现组合逻辑和时序逻辑功能。嵌入式阵列块(EAB)为用户提供可配置的RAM资源,可用于实现FIFO、双端口RAM、状态机表或DSP算法中的数据缓冲等功能,显著增强了器件的数据处理能力。此外,该芯片支持多种I/O标准,包括LVTTL、LVCMOS等,具备较强的系统接口兼容性。其I/O引脚支持可编程驱动强度和施密特触发输入选项,有助于提升抗噪声能力和信号完整性。全局时钟网络通过专用低偏移布线将时钟信号分发至整个芯片,有效减少时钟抖动和偏移,提高系统时序性能。器件还支持边界扫描测试(JTAG),符合IEEE 1149.1标准,便于在电路板级进行调试和故障诊断。由于其基于SRAM的工艺,该FPGA支持无限次重复编程,极大地方便了开发过程中的调试和迭代。然而,这也意味着必须依赖外部配置器件在每次上电时重新加载配置数据,增加了系统设计的复杂性和元件数量。尽管如此,其成熟的开发工具链(如MAX+PLUS II或Quartus II)提供了完整的综合、布局布线、仿真和下载支持,使工程师能够高效完成从设计输入到硬件验证的全流程开发。
  FLEX 10K系列在当时代表了FPGA技术的重要进步,尤其在逻辑密度和片上存储方面领先于同期产品。EPF10K50STC144-2适用于需要中等规模逻辑集成但对成本敏感的应用场景,例如视频处理模块、通信协议转换器、工业控制器和测试设备。虽然现代FPGA在性能、功耗和集成度方面已有显著提升,但该型号因其长期供货记录和稳定表现,在某些特定领域仍有使用价值。

应用

EPF10K50STC144-2广泛应用于需要灵活逻辑控制和中等规模数据处理的工业和通信系统中。在通信领域,它常用于实现协议转换器、接口桥接(如PCI-to-Local Bus、UART多通道扩展)、帧同步和编码解码功能,特别是在早期的DSL接入设备、路由器和交换机中扮演关键角色。在工业自动化方面,该芯片可用于构建可编程逻辑控制器(PLC)的核心逻辑单元,执行定时控制、状态监测和I/O扩展任务,支持多种传感器和执行机构的集成。消费类电子产品中,该FPGA曾用于图像采集与预处理模块,如摄像头控制、视频格式转换和LCD驱动逻辑实现。在计算机外设领域,它被用于开发打印控制器、磁盘阵列管理单元和USB接口适配器等设备。此外,在测试与测量仪器中,EPF10K50STC144-2可用于构建通用信号发生器、逻辑分析仪前端控制模块或数据采集系统的时序控制核心。由于其支持多时钟域和异步逻辑设计,也适用于跨时钟域信号同步和复杂状态机实现。教育和科研机构也曾将其作为FPGA教学平台的基础器件,帮助学生理解可编程逻辑的工作原理和Verilog/VHDL语言的实际应用。尽管当前主流设计已转向更先进的FPGA平台,但在系统升级、备件替换或遗留系统维护项目中,该芯片仍然具有实际应用需求。

替代型号

EPF10K50S144-2
  EPF10K50RC240-2
  Cyclone EP1C6Q240C8

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