MGFL45V1920D是一款由Intel(现属于Skyworks Solutions)推出的高性能、低功耗FPGA(现场可编程门阵列)器件,属于Intel Agilex系列中的F系列。该器件主要面向需要高带宽、低延迟和灵活性的复杂数字信号处理、通信基础设施、数据中心加速以及高级嵌入式系统应用。MGFL45V1920D采用先进的10nm FinFET工艺制造,具备高度集成的架构设计,支持多种高速接口协议,如PCIe Gen5、Ethernet 100GbE/400GbE、Interlaken、Native PHY等,能够满足下一代通信和计算平台对性能和能效的严苛要求。该器件集成了丰富的逻辑资源、DSP模块、存储器块以及硬核IP,例如支持DDR4、DDR5和LPDDR5的内存控制器,以及用于安全启动和密钥管理的安全引擎。此外,MGFL45V1920D还支持动态部分重配置(Partial Reconfiguration),允许在运行时重新配置部分FPGA逻辑,从而提升系统的灵活性和响应能力。其封装形式为FCBGA,引脚数量较多,适用于高密度PCB布局,并提供多种温度等级和工业级可靠性,适合在严苛环境下长期稳定运行。
型号:MGFL45V1920D
制造商:Intel / Skyworks Solutions
系列:Agilex F-Series
工艺技术:10nm FinFET
逻辑单元(LEs):约450万个
自适应逻辑模块(ALMs):约750,000个
DSP模块数量:3000+
嵌入式存储器(M20K等效块):超过700 Mb
最大用户I/O数量:约1920
高速收发器数量:多达96通道
收发器速率:最高可达58 Gbps(PAM4)或32 Gbps(NRZ)
支持接口:PCIe Gen5 x16、CXL 2.0、100G/400G Ethernet、Interlaken、JESD204C
内存支持:DDR4/DDR5/LPDDR5 控制器集成
电源电压:核心电压约0.8V,I/O电压支持1.2V/1.5V/1.8V等多种标准
工作温度范围:商业级(0°C 至 +85°C)、工业级(-40°C 至 +100°C)
封装类型:FCBGA,尺寸较大,适用于高端主板设计
MGFL45V1920D的核心特性之一是其基于10nm工艺构建的高度优化架构,使其在性能与功耗之间实现了卓越平衡。该器件采用异构计算结构,集成了可编程逻辑、硬核处理器系统(HPS)选项以及AI加速模块,能够在同一芯片上实现传统FPGA逻辑、实时控制和人工智能推理任务的协同处理。其内置的高带宽数字信号处理(DSP)模块支持浮点运算和压缩格式计算,特别适用于雷达、无线基站和机器学习推断等应用场景。此外,该器件配备了专用的前向纠错(FEC)引擎和高精度时钟管理单元(PLL/DLL),确保在长距离高速串行通信中保持数据完整性。
另一个关键特性是其强大的互连能力和灵活性。MGFL45V1920D支持多层级片上网络(NoC),显著提升了数据在FPGA内部不同功能模块之间的传输效率,减少了拥塞和延迟。这种NoC架构尤其有利于大规模并行处理系统的设计。同时,其原生集成的PCIe Gen5和Compute Express Link (CXL) 接口使其成为数据中心加速卡的理想选择,可用于智能网卡(SmartNIC)、固态存储控制器和FPGA即服务(FaaS)平台。
安全性方面,MGFL45V1920D提供了多层次的安全机制,包括基于硬件的信任根(Root of Trust)、AES-256加密、SHA哈希算法支持、防篡改检测和安全密钥存储。这些功能确保了设备在整个生命周期内的可信启动和运行,防止未经授权的访问和固件提取。此外,该器件支持远程更新和调试功能,便于系统维护和升级。开发工具链方面,它兼容Intel Quartus Prime Pro Edition软件,支持高级综合(HLS)、模型仿真和功耗分析,大幅缩短了产品开发周期。
MGFL45V1920D广泛应用于对高性能计算和实时处理有极高要求的领域。在电信基础设施中,它被用于5G无线基站的基带处理单元(BBU)和毫米波波束成形系统,能够高效执行LDPC编码解码、FFT变换和信道均衡等复杂算法。在数据中心环境中,该器件常作为智能加速器部署于服务器中,承担网络包处理、加密解密、数据库查询加速和AI推理任务,显著降低CPU负载并提升整体系统吞吐量。此外,在航空航天与国防领域,MGFL45V1920D用于雷达信号处理、电子战系统和卫星通信终端,凭借其高可靠性和抗辐射设计,可在极端条件下稳定运行。
在工业自动化和测试测量设备中,该FPGA可用于高速数据采集系统、实时控制系统和协议转换网关。其大容量I/O和灵活的电气标准支持使其能够连接各种传感器、ADC/DAC芯片和工业总线接口。在医疗成像设备中,MGFL45V1920D可用于超声波图像重建、CT扫描数据预处理和MRI信号采集,利用其并行处理能力实现毫秒级响应。此外,随着自动驾驶技术的发展,该器件也被探索用于车载感知融合系统,整合来自激光雷达、摄像头和毫米波雷达的数据流进行实时分析。由于其支持CXL和内存扩展能力,未来还可应用于存算一体架构和新型内存池化系统,推动下一代云计算平台的技术演进。
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