时间:2025/12/27 14:29:31
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EPF10L100ARC240-4 是一款由 Altera(现为 Intel Programmable Solutions Group)生产的现场可编程门阵列(FPGA)器件,属于早期的 Flex 10K 系列。该系列是基于查找表(LUT)架构的可编程逻辑器件,采用 CMOS 工艺制造,支持高密度逻辑集成和灵活的系统设计。EPF10L100ARC240-4 提供了10万个可用门的逻辑容量,适用于中等复杂度的数字系统设计,如通信接口、数据处理模块和工业控制应用。
该器件采用反熔丝(anti-fuse)技术进行配置,与传统的 SRAM 型 FPGA 不同,反熔丝型 FPGA 在编程后具有非易失性,抗辐射能力强,适合在高可靠性或恶劣环境(如航空航天、军事系统)中使用。器件封装为240引脚的 PQFP(Plastic Quad Flat Package),便于在标准PCB上安装和焊接。
EPF10L100ARC240-4 支持多种I/O标准,并具备一定的嵌入式阵列块(EAB)资源,可用于实现存储器、乘法器或其他复杂功能模块。其内部结构由逻辑阵列块(LAB)、可编程互联资源和I/O单元组成,允许用户通过硬件描述语言(如VHDL或Verilog)进行功能定义。Altera 的开发工具(如 MAX+PLUS II 或 Quartus II)可用于该器件的设计输入、综合、布局布线和编程下载。
型号:EPF10L100ARC240-4
制造商:Altera (Intel)
系列:Flex 10K
逻辑门数:100,000 gates
引脚数:240
封装类型:PQFP
工作电压:5V
最大工作频率:约 100 MHz(取决于设计路径)
逻辑单元:包含多个逻辑阵列块(LAB)和宏单元
嵌入式资源:支持 EAB(Embedded Array Blocks)
配置方式:反熔丝(Anti-fuse)
工作温度范围:商业级或工业级(具体依版本而定)
I/O 引脚数量:196
传播延迟:典型值 4 ns(tpd)
Flex 10K 系列的核心架构基于二维可编程互联的逻辑阵列块(LAB),每个 LAB 包含多个逻辑单元(LE),每个 LE 由一个4输入查找表(LUT)、一个可编程触发器和相关的进位链与级联路径构成。这种结构使得器件能够高效实现组合逻辑和时序逻辑功能,尤其适合多级逻辑运算和状态机设计。EPF10L100ARC240-4 的 LUT 架构支持任意三变量逻辑函数或两个二变量函数的并行执行,提升了逻辑利用率。
该器件集成了嵌入式阵列块(EAB),每个 EAB 可提供多达 2048 位的存储容量,可用于构建 FIFO、双端口 RAM、ROM 或复杂数字信号处理模块中的系数存储。EAB 支持多种宽度和深度配置,增强了系统级集成能力。此外,EAB 可用于实现小规模乘法器或查找表功能,提升算法处理效率。
作为反熔丝型 FPGA,EPF10L100ARC240-4 在一次性编程(OTP)后即形成永久性连接,因此不具备重复擦写能力,但具有极高的安全性和抗干扰性能。由于没有静态功耗问题,其功耗低于同等规模的 SRAM FPGA,适合对功耗敏感或需长期稳定运行的应用场景。
器件支持丰富的 I/O 功能,包括可编程驱动强度、施密特触发输入和三态控制,兼容 TTL 和 CMOS 电平标准。I/O 引脚分布在封装四周,支持灵活的布线策略。其内部时钟网络提供低偏斜的全局时钟分布,确保关键路径的时序一致性。此外,该器件支持边界扫描测试(IEEE 1149.1 JTAG 标准),便于生产测试和故障诊断。
虽然该型号已停产多年,但在一些遗留系统或高可靠性领域仍有应用价值。设计者可通过 Altera 的 MAX+PLUS II 软件进行开发,软件提供原理图输入、文本输入(VHDL/Verilog)和仿真功能,支持完整的开发流程。
EPF10L100ARC240-4 主要应用于需要中等规模可编程逻辑且对可靠性要求较高的系统中。在军事和航空航天领域,该器件常用于雷达信号预处理、飞行控制系统逻辑单元、导弹制导接口模块等,得益于其反熔速技术带来的高抗辐射性和非易失性配置特性,能够在极端电磁环境和空间辐射条件下稳定运行。
在通信系统中,该器件可用于协议转换器、多路复用/解复用控制器、串并转换逻辑以及专用接口桥接电路(如 PCI 到自定义总线的转换)。其嵌入式存储资源支持构建小型缓存或帧缓冲区,适用于数据包处理和流量控制。
工业自动化领域利用该器件实现可编程逻辑控制器(PLC)的核心逻辑、电机控制时序生成、传感器信号采集与调理逻辑。由于其高引脚密度和灵活的I/O配置,能够适配多种工业总线标准(如 CAN、RS-485)的接口需求。
此外,在测试测量设备中,EPF10L100ARC240-4 可用于构建高速数据采集系统的前端控制逻辑、触发判断电路和状态监控模块。其确定性的延迟特性使其在实时性要求严格的系统中表现优异。尽管已被新型 FPGA 取代,但在维护现有设备或无法更换平台的场合仍具实用价值。
MAX II 系列 CPLD
Intel Cyclone 系列 FPGA
Actel SmartFusion 系列混合信号 FPGA