FPGA Cyclone® IV
Rodzina yclone® IV FPGA jest kontynuacją wiodącej serii FPGA Intel® Cyclone® jako zapewniające niskie zużycie energii FPGA z opcją rządzenia nadawczo-odbiorczego. Cyclone® IV FPGAs jest idealny dla dużych objętościowo i niedrogich aplikacji i pozwala na spełnienie rosnących wymagań w zakresie przepustowości. Rodzina produktów jest zalecana do aplikacji i projektów Edge-Centric.
Zobacz również: Cyclone® IV FPGA Design Software, Design Store, pliki do pobrania, społeczność i pomoc.FPGA Cyclone® IV
FPGA Cyclone® IV GX
Architektura składa się z maksymalnie 150 tys. pionowych elementów logicznych (LE).
FPGA Cyclone® IV E
Architektura składa się z maksymalnie 115 tys. pionowych elementów logicznych (LE).
Świadczenia
Optymalizacja kosztów systemu
Wszystkie urządzenia Cyclone® IV FPGA wymagają tylko dwóch zasilaczy do pracy, upraszczając sieć dystrybucji zasilania i oszczędzając koszty płyt, miejsce na płycie i czas projektowania. Integracja z nadajnikami i odbiornikami w architekturze Cyclone® FPGA IV zapewnia uproszczone projektowanie i integrację płyt. Ponadto elastyczność architektury taktowania nadajnika-odbiornika umożliwia wdrożenie wielu protokołów jednocześnie wykorzystując w pełni dostępne zasoby nadajników-odbiorników. Integracja i elastyczność Cyclone® IV GX FPGA umożliwia projektowanie w mniejszym urządzeniu zoptymalizowanym pod względem kosztów i obniżającym ogólny koszt systemu.
Obniżenie zużycia energii
Cyclone® IV E FPGA z zoptymalizowanym niskim poborem mocy 60 nm stanowi kontynuację wysoko ocenianej pod względem niskiego poboru mocy poprzedniej generacji FPGA Cyclone® III. Cyclone® IV E FPGA ze zmniejszonym napięciem podstawowym z całkowitą mocą obniżoną o 25% w porównaniu z poprzednikiem. Dzięki FPGA Cyclone® IV GX można zbudować PCI Express* do mostu Gigabit Ethernet z mniej niż 1,5 wat.
Cyclone® IV FPGA są zoptymalizowane pod kątem niskiego zużycia energii, co pomaga lepiej zarządzać wymaganiami termicznymi. W rezultacie można zmniejszyć lub wyeliminować koszty chłodzenia systemu, a także wydłużyć czas pracy baterii w zastosowaniach przenośnych.Cyclone® IV FPGA Pobór mocy
Rodzina Cyclone® FPGA IV to kolejna pozycja firmy Intel wśród energooszczędnych układów FPGA. Udoskonalona architektura i krzem, zaawansowana technologia półprzewodnikowa i narzędzia zarządzania zasilaniem, zużycie energii w układzie Cyclone® IV FPGA zostało zmniejszone o 25% w porównaniu z FPGA Cyclone® III.
Poniższy rysunek przedstawia statyczny pobór mocy przez urządzenia Cyclone® IV E przy temperaturze złącza 85°C. Najmniejsze urządzenie Cyclone® IV EP4CE6 pobiera zaledwie 38 mW w temperaturze 85°C, a największe urządzenie Cyclone® IV EP4CE115 pobiera zaledwie 163 mW mocy statycznej w temperaturze 85°C.Zalety niskiego pobory mocy
Zmniejszenie poboru mocy przez programowalne układy logiczne niesie ze sobą daleko idące korzyści dla wielu aplikacji. Jednak niższe zużycie energii to tylko jeden z aspektów mocy systemu. Poniższy rysunek pokazuje, że układy FPGA Cyclone® IV GX obniżają zużycie energii przez FPGA średnio o 30 procent.
Optymalizacje krzemu i architektury
Moc statyczna może drastycznie wzrosnąć w submikronowym procesie półprzewodnikowym, jeśli nie zostaną zastosowane strategie redukcji mocy. Statyczny pobór mocy wzrasta w technologiach procesów submikronowych, głównie z powodu wzrostu upływu podprogowego prądu.
Wykorzystując technologię procesową o niskim poborze mocy (LP), tradycyjnie stosowaną przez głównych producentów półprzewodników do komponentów słuchawek, firma Intel zminimalizowała prąd upływu w celu uzyskania niskiej mocy statycznej. Mniejsze geometrie możliwe dzięki temu zaawansowanemu procesowi, w połączeniu z optymalizacją architektury, umożliwiają układom FPGA Cyclone® IV utrzymanie dynamicznego i statycznego zużycia energii na poziomie minimalnym. Udoskonalenia procesu i architektury stosowane przez firmę Intel w układach FPGA Cyclone® IV obejmują zastosowanie dielektryków o niskim współczynniku k, zmiennej długości kanałów i grubości tlenku oraz wielu napięć progowych tranzystorów.Dokładna estymacja i analiza mocy
Firma Intel obsługuje szacowanie i analizę poboru mocy, od koncepcji projektu po wdrożenie, za pomocą najdokładniejszych i kompletnych narzędzi do projektowania zarządzania energią. Firma Intel oferuje szacunkową moc krzemową do 125°C i najgorszego przypadku dla tanich rodzin FPGA w swoim pakiecie narzędziowym. Firma Intel oferuje następujące zasoby do szacowania i analizy mocy:
-
Cyclone® IV estymator wczesnej mocy.Technologia analizy i optymalizacji mocy oprogramowania Intel® Quartus® Prime.Centrum zasobów zarządzania zasilaniem.
Intel wykorzystuje ponad 5000 różnych konfiguracji testowych do pomiaru mocy poszczególnych komponentów w układach FPGA serii Intel® Cyclone®. Każda konfiguracja skupia się na pomiarze pojedynczego elementu obwodu FPGA w określonej konfiguracji.
Opytmalizacja mocy Intel® Quartus® Prime
Szczegóły implementacji projektu mogą poprawić wydajność, zminimalizować obszar i zmniejszyć moc. Historycznie, kompromisy pomiędzy wydajnością i obszarem były zautomatyzowane na poziomie transferu rejestru (RTL) poprzez przepływ projektowania typu „miejsce i trasa”.
Narzędzia do optymalizacji mocy oprogramowania Intel® Quartus® Prime automatycznie wykorzystują możliwości architektury Cyclone® IV FPGA, w celu zmniejszenia dynamicznego poboru mocy nawet o 25 procent w porównaniu z Cyclone® III FPGA.Oprogramowanie deweloperskie Intel® Quartus® Prime oferuje wiele automatycznych optymalizacji zasilania, które są niewidoczne dla projektanta, ale zapewniają optymalne wykorzystanie architektury FPGA w celu zminimalizowania poboru mocy. Przykładowo, dzięki oprogramowaniu Intel® Quartus® Prime, możliwe jest:
-
Przekształcanie głównych bloków funkcjonalnych.
Mapowanie pamięci RAM użytkownika, aby zużywała mniej energii.Restrukturyzacja logiki w celu zmniejszenia mocy dynamicznej.Prawidłowy dobór wejść logicznych w celu zminimalizowania pojemności w sieciach o wysokim poziomie przełączania.Zmniejszenie powierzchni i zapotrzebowania na okablowanie dla logiki rdzenia, w celu zminimalizowania mocy dynamicznej w routingu.Modyfikacja rozmieszczenia w celu zmniejszenia mocy taktowania.
Typowe zużycie energii statycznej Cyclone® IV E
Oszczędność energii systemowej przy użyciu układów FPGA Cyclone® IV GX
Połączenie zwiększonej integracji z układem FPGA Cyclone® IV GX o niskim poborze mocy zapewnia znaczne korzyści na poziomie systemu dla różnych zastosowań:
-
Przenośne lub mobilne urządzenia zasilane bateriamiOgraniczona przestrzeń i inne środowiska z ograniczeniami termicznymiAplikacje wrażliwe na cenę, gdzie systemy chłodzenia nie są opłacalne.
Cechy
Układy FPGA Cyclone® IV kontynuują tradycję serii Intel® Cyclone®, oferując niskie zużycie energii i wysoką funkcjonalność. Układy FPGA Cyclone® IV GX posiadają zintegrowane nadajniki o szybkości do 3,125 Gb/s.
Rdzeń logiki i routingu jest otoczony przez elementy we/wy i PLL. Zarówno urządzenia GX jak i E posiadają cztery PLL ogólnego przeznaczenia, umieszczone w każdym rogu matrycy. Cyclone® IV GX FPGA posiada elementy we/wy na górze, na dole i po prawej stronie matrycy, natomiast Cyclone® IV E FPGA posiada we/wy na wszystkich czterech stronach matrycy.
Lewa strona matrycy Cyclone® IV GX FPGA ma do ośmiu nadajników w dwóch czwórkach, po cztery na czwórkę. Na górze i na dole każdej czwórki nadajników znajduje się wielozadaniowy PLL (MPLL), z którego może korzystać nadajnik lub struktura FPGA.
Zintegrowane nadajniki
Układy FPGA Cyclone® IV GX są zbudowane przy użyciu sprawdzonej technologii nadawczo-odbiorczej GX firmy Intel, znanej z doskonałej wydajności jittera i doskonałej integralności sygnału. Wariant nadajnika zgodny ze standardem PCI-SIG obsługuje szeroką gamę protokołów szeregowych. Układy FPGA Cyclone® IV GX posiadają również blok własności intelektualnej (IP) dla PCI Express x1, x2 i x4 w konfiguracji portu głównego i punktu końcowego.
Additional Resources
Explore more content related to Intel® FPGA devices such as development boards, intellectual property, support and more.
Support Resources
Resource center for training, documentation, downloads, tools and support options.
Development Boards
Intel® FPGA and its partners offer a large selection of development boards and hardware tools to accelerate the FPGA design process.
Intellectual Property
The Intel® FPGA IP portfolio covers a wide variety of applications with a combination of soft and hardened IP cores along with reference designs.
Design Tools
Explore our suite of software and development tools to assist hardware engineers and software developers when creating an FPGA design.
Contact Sales
Get in touch with sales for your Intel® FPGA product design and acceleration needs.
Ordering Codes
Decipher Intel® FPGA part numbers, including the significance of certain prefixes and package codes.
Where to Buy
Contact an Intel® Authorized Distributor today.