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Cyclone：迄今成本最低的FPGA
Altera Cyclone 系列FPGA从根本上针对低成本进行设计。这些低成本器件具有专业应用特性,例如嵌入式存储器、外部存储器接口和时钟管理电路等。Cyclone系列FPGA是成本敏感大批量应用的最佳方案。
如果需要进一步进行系统集成,可以考虑密度更高的Cyclone II FPGA和Cyclone III FPGA。这些Cyclone新系列巩固了Altera在大批量、低成本应用方案中上的领先优势。
抢先一步,立即使用所有需要的工具——您现在就可以启动Cyclone FPGA设计。Altera流行的Nios II 系列嵌入式处理器以及全套的知识产权(IP)组合都可以用于 Cyclone FPGA开发。现在,您还可以免费下载受到客户欢迎的Quartus II 网络版软件。
ASIC的低成本替代方案
Cyclone FPGA是目前ASIC应用的低成本替代方案。作为系统设计人员,您面临很多挑战,包括越来越大的成本压力和越来越复杂的设计,新出现的标准,以及越来越短的设计周期等。 ASIC 开发涉及到大量的工程资源,设计仿真和验证,需要进行多次重制。利用其系统级集成功能,Cyclone FPGA系列避免了ASIC昂贵的NRE负担,降低了订购量和产品推迟带来的风险。采用Cyclone FPGA系列,您的大批量应用现在可以采用价格相当的可编程解决方案(与ASIC相比)。
支持新市场和应用
新的市场发展趋势,例如世界标准、平台融合、交互性以及技术改进等,不断推动了对高性价比方案的需求。Cyclone系列FPGA的价格和功能满足了市场对创新的需求,通过产品迅速面市来确定领先优势。消费类、通信、计算机外设、工业和汽车等低成本大批量应用市场都可以使用Cyclone FPGA。
Cyclone的性能特性
Cyclone器件的性能足以和业界最快的FPGA进行竞争。Cyclone FPGA综合考虑了逻辑、存储器、锁相环(PLL)和高级I/O接口,是价格敏感应用的最佳选择。Cyclone FPGA具有：
- 新的可编程体系结构,实现低成本设计。
- 嵌入式存储器资源支持多种存储器应用和数字信号处理(DSP)实现
- 专用外部存储器接口电路,支持与DDR FCRAM和SDRAM器件以及SDR SDRAM存储器的连接。
- 支持串行总线和网络接口以及多种通信协议
- 片内和片外系统时序管理使用嵌入式PLL
- 支持单端I/O标准和差分I/O技术,LVDS信号数据速率高达640Mbps。
- 处理功耗支持Nios II 系列嵌入式处理器
- 采用新的串行配置器件的低成本配置方案
- Quartus II 软件OpenCore评估特性支持免费的IP功能评估
- Quartus II 网络版软件的免费支持
Cyclone FPGA系列简介
Altera Cyclone FPGA是目前市场上性价比最优且价格最低的FPGA。Cyclone器件具有为大批量价格敏感应用优化的功能集,这些应用市场包括消费类、工业类、汽车业、计算机和通信类。Cyclone器件现正在发售中。
器件基于成本优化的全铜1.5V SRAM工艺,容量从2910至20060个逻辑单元,具有多达294912bit嵌入RAM,见表1。Cyclone FPGA支持各种单端I/O标准如LVTTL、LVCMOS、PCI和SSTL-2/3,通过LVDS和RSDS标准提供多达129个通道的差分I/O支持。每个LVDS通道高达640Mbps。Cyclone器件具有双数据速率(DDR) SDRAM和FCRAM接口的专用电路。Cyclone FPGA中有两个锁相环(PLLs)提供六个输出和层次时钟结构,以及复杂设计的时钟管理电路。这些业界最高效架构特性的组合使得FPGA系列成为ASIC最灵活和最合算的替代方案。
注释：1. Cyclone FPGA是现今成本最低和经成品认证的FPGA。
表1归纳了Cyclone FPGA系列产品、性能及供货情况
| 表1. Cyclone FPGA概览w | 特性 | EP1C3 | EP1C4 | EP1C6 | EP1C12 | EP1C20 |
|---|---|---|---|---|---|
| 逻辑单元（LE） | 2,910 | 4,000 | 5,980 | 12,060 | 20,060 |
| M4K RAM块（4Kbit＋奇偶校验） | 13 | 17 | 20 | 52 | 64 |
| RAM总量 | 59,904 | 78,336 | 92,160 | 239,616 | 294,912 |
| PLLs | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 最大用户I/O数 | 104 | 301 | 185 | 249 | 301 |
| 差分通道 | 34 | 129 | 72 | 103 | 129 |
| 成品器件供货情况 | 现在 | 现在 | 现在 | 现在 | 现在 |
表2是Cyclone器件封装和I/O管脚数
| 表2. Cyclone器件封装和最大用户I/O管脚 | 封装尺寸 (mm x mm) | EP1C3 | EP1C4 | EP1C6 | EP1C12 | EP1C20 |
|---|---|---|---|---|---|
| 100脚TQFP (16 x 16) | 65 | - | - | - | - |
| 144脚TQFP (22 x 22) | 104 | - | 98 | - | - |
| 240脚PQFP (32 x 32) | - | - | 185 | 173 | - |
| 256脚FineLine BGA (17 x 17) | - | - | 185 | 185 | - |
| 324脚FineLine BGA (19 x 19) | - | 249 | - | 249 | 233 |
| 400脚FineLine BGA (21 x 21) | - | 301 | - | - | 301 |
注释：
- TQFP = 薄四方扁平封装
- PQFP = 四方扁平封装
- BGA = 球栅阵列
表3是Cyclone开发包和供货情况。
| 表3.Cyclone开发套件 | 开发套件 | Cyclone FPGA | 供货情况 |
|---|---|---|
| Parallax Cyclone Smart套件 | EP1C20 | 现在 |
表4是合适Cyclone器件的配置器件。
| 表4. Cyclone的配置器件 | 配置器件 | 器件数量 | EP1C3 | EP1C4 | EP1C6 | EP1C12 | EP1C20 |
|---|---|---|---|---|---|
| EPCS1 | 1 | 1 | 1 | N/A | N/A |
| EPCS4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| EPC2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| EPC4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| EPC8 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| EPC16 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Cyclone器件系列特性
Cyclone 器件系列是Altera的低成本FPGA方案,设计非常灵活,支持高性能系统集成 (表1所示)。在Cyclone器件基础上,Cyclone II FPGA系列是大批量应用设计人员的理想解决方案,能够帮助他们降低成本,提高容量,丰富功能。Cyclone III FPGA 系列是第三代Altera Cyclone系列,器件成本非常低,提高了系统集成能力,降低了系统功耗,是最佳应用方案。
| 表1.Cyclone特性一览 | 特性 | 说明 |
|---|---|
| 构架 | |
| 成本优化的架构 | Cyclone FPGA具有多达20060个逻辑单元。Cyclone器件的逻辑资源可用来实现复杂的应用。 |
| 嵌入式存储器 | Cyclone器件中M4K存储块提供288kbit存储容量,能够被配置来支持多种操作模式,包括RAM、ROM、FIFO及单口和双口模式。 |
| 外部存储器接口 | Cyclone器件具有高级外部存储器接口,允许设计者将外部单数据率（SDR）SDRAM,双数据率（DDR）、SDRAM和 DDR FCRAM 器件集成到复杂系统设计中,而不会降低数据访问的性能。 |
| 支持LVDS I/O | Cyclone器件具有多达129个兼容LVDS的通道,每个通道数据率高达640Mbps。 |
| 支持单端I/O | Cyclone器件支持各种单端I/O接口标准,如3.3-V、 2.5-V、 1.8-V、LVTTL、LVCMOS、SSTL和 PCI 标准,满足当前系统需求。 |
| 时钟管理电路 | Cyclone器件具有两个可编程锁相环（PLL）和八个全局时钟线,提供健全的时钟管理和频率合成功能,实现最大的系统性能。Cyclone PLL具有多种高级功能,如频率合成、可编程相移、可编程延迟和外部时钟输出。这些功能允许设计者管理内部和外部系统时序。 |
| 接口和协议 | Cyclone器件支持诸如PCI等串行、总线和网络接口,可访问外部存储器件和多种通信协议如以太网协议。 |
| 热插拨和上电顺序 | Cyclone器件具有健全的片内热插拨和顺序上电支持,确保和上电顺序无关的正常工作。这一特性在上电前和上电期间起到了保护器件的作用并使I/O缓冲保持三态,让Cyclone器件成为多电压系及需高可用性和冗余性应用的理想选择。 |
| DSP实现 | Cyclone器件为在FPGA上实现低成本数字信号处理（DSP）系统提供了理想的平台。 |
| 串行配置器件 | Cyclone器件能用Altera新的串行配置器件进行配置。 |
| NiosII系列嵌入式处理器 | Cyclone器件的Nios II系列嵌入式处理器能够降低成本,增加灵活性,非常适合于替代低成本的分立微处理器。 |
| 支持工业级温度 | 部分Cyclone器件提供工业级温度范围-40°C至 +100°C (节点)的产品,支持各种工业应用。 |
| 扩展温度支持 | 部分Cyclone器件达到扩展温度范围E-40°C至+125°C (节点)。这些器件是需要扩展温度范围和高质量产品的in-cabin automotive应用的理想选择。 |
FPGA器件Cyclone 现场可编程逻辑门阵列订购型号
- EP1C12F256C6N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C12F256C6N
- EP1C12F256C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C12F256C8
- EP1C12F256C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C12F256C8N
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- EP1C12F324I7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C12F324I7
- EP1C12Q240C6：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C12Q240C6
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- EP1C20F324IN：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C20F324IN
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- EP1C3T144I7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C3T144I7
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- EP1C6F256C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6F256C8
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- EP1C6Q240C6N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6Q240C6N
- EP1C6Q240C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6Q240C8
- EP1C6Q240C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6Q240C8N
- EP1C6Q240I7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6Q240I7
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- EP1C6T144C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6T144C8N
- EP1C6T144I7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone 系列 EP1C6T144I7
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