Cyclone® IV FPGA
ตระกูล Cyclone® IV FPGA ขยายความเป็นผู้นำในซีรีส์ Intel® Cyclone® FPGA ในการให้บริการ FPGA ที่ใช้พลังงานต่ำ พร้อมตัวเลือกตัวรับส่งสัญญาณ Cyclone® IV FPGA เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานปริมาณสูงและที่ต้องการต้นทุนต่ำ จึงช่วยคุณตอบสนองความต้องการแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้นได้ แนะนำให้ใช้กลุ่มผลิตภัณฑ์สำหรับการใช้งานและการออกแบบเน้น Edge
ดูเพิ่มเติม: Cyclone® IV FPGA ซอฟต์แวร์การออกแบบ, ร้านออกแบบ, ดาวน์โหลด, ชุมชน และ การสนับสนุนCyclone® IV FPGA
เอฟพีจีเอ Cyclone® IV GX
สถาปัตยกรรมประกอบด้วยองค์ประกอบลอจิกที่จัดเรียงตามแนวตั้ง (LEs) มากถึง 150,000 ตัว
เอฟพีจีเอ Cyclone® IV E
สถาปัตยกรรมประกอบด้วยองค์ประกอบตรรกะที่จัดเรียงตามแนวตั้ง (LEs) สูงถึง 115K
สิทธิประโยชน์
การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนระบบ
Cyclone® IV FPGA ทั้งหมดต้องการแหล่งจ่ายไฟเพียงสองตัวสำหรับการทำงาน ทำให้เครือข่ายการจ่ายพลังงานของคุณง่ายขึ้น และประหยัดค่าใช้จ่ายบอร์ด พื้นที่บอร์ด และเวลาในการออกแบบ ด้วยตัวรับส่งสัญญาณแบบบูรณาการบนสถาปัตยกรรม Cyclone® IV FPGA คุณจะได้รับการออกแบบและการรวมบอร์ดที่ง่ายขึ้น นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นของสถาปัตยกรรมการตอกบัตรของทรานซีฟเวอร์ยังทำให้คุณสามารถใช้โปรโตคอลหลายตัวในขณะที่ใช้ทรัพยากรของตัวรับส่งสัญญาณที่มีอยู่อย่างเต็มที่ การผสานรวมและความยืดหยุ่นของ Cyclone® IV GX FPGA ช่วยให้คุณสามารถออกแบบในอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กลงและปรับต้นทุนให้เหมาะสมที่สุด ซึ่งช่วยลดต้นทุนโดยรวมของระบบ
ลดการใช้พลังงาน
Cyclone® IV E FPGA ที่สร้างขึ้นบนกระบวนการใช้พลังงานต่ำขนาด 60 นาโนเมตร ขยายความเป็นผู้นำด้านพลังงานต่ำของ Cyclone® III FPGA รุ่นก่อนหน้า Cyclone® IV E FPGAs ลดแรงดันไฟฟ้าหลัก ซึ่งลดพลังงานทั้งหมดลง 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน ด้วย FPGA ตัวรับส่งสัญญาณ Cyclone® IV GX คุณสามารถสร้างสะพาน PCI Express* เป็นกิกะบิตอีเทอร์เน็ตได้ในราคาไม่ถึง 1.5 วัตต์
Cyclone® IV FPGA ของ Intel ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการสิ้นเปลืองพลังงานต่ำสุด จึงช่วยให้คุณจัดการความต้องการในการระบายความร้อนได้ดียิ่งขึ้น ด้วยเหตุนี้ คุณสามารถลดหรือขจัดค่าใช้จ่ายในการทำความเย็นของระบบ และยืดอายุแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานแบบใช้มือถือได้การใช้พลังงาน Cyclone® IV FPGA
ตระกูล Cyclone® IV FPGA แสดงให้เห็นถึงความเป็นผู้นำของ Intel ในการนำเสนอ FPGA ที่ประหยัดพลังงาน ด้วยสถาปัตยกรรมและซิลิคอนที่ได้รับการปรับปรุง เทคโนโลยีการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง และเครื่องมือการจัดการพลังงาน การใช้พลังงานสำหรับ Cyclone® IV FPGAs ลดลงสูงสุดถึง 25 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับ Cyclone® III FPGA
รูปภาพต่อไปนี้แสดงการใช้พลังงานคงที่ของอุปกรณ์ Cyclone® IV E ที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ 85°C อุปกรณ์ Cyclone® IV EP4CE6 ที่เล็กที่สุดใช้พลังงานเพียง 38 mW ที่ 85°C และอุปกรณ์ Cyclone® IV EP4CE115 ที่ใหญ่ที่สุดใช้พลังงานคงที่เพียง 163 mW ที่ 85°Cประโยชน์ของการใช้พลังงานต่ำ
การลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้มีประโยชน์มากมายสำหรับหลายๆ แอพพลิเคชั่น อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานที่ลดลงเป็นเพียงแง่มุมหนึ่งของพลังงานของระบบ รูปต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่า Cyclone® IV GX FPGA ลดการใช้พลังงาน FPGA ลงโดยเฉลี่ย 30 เปอร์เซ็นต์
การเพิ่มประสิทธิภาพซิลิคอนและสถาปัตยกรรม
ไฟฟ้าสถิตสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดต่ำกว่าไมครอน หากไม่มีการใช้กลยุทธ์ในการลดพลังงาน การใช้พลังงานแบบสถิตเพิ่มขึ้นที่เทคโนโลยีกระบวนการย่อยระดับไมครอน สาเหตุหลักมาจากการเพิ่มขึ้นของการรั่วไหลของกระแสไฟต่ำกว่าระดับไมครอน
ด้วยการใช้เทคโนโลยีการผลิตพลังงานต่ำ (LP) ที่ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่มักใช้สำหรับส่วนประกอบโทรศัพท์มือถือ Intel ได้ลดกระแสไฟรั่วสำหรับพลังงานไฟฟ้าสถิตต่ำ รูปทรงที่มีขนาดเล็กกว่าเกิดขึ้นได้ด้วยกระบวนการขั้นสูงนี้ รวมกับการเพิ่มประสิทธิภาพทางสถาปัตยกรรม ทำให้ Cyclone® IV FPGA ใช้พลังงานไดนามิกและคงที่ให้น้อยที่สุด การปรับปรุงกระบวนการและสถาปัตยกรรมที่ Intel ใช้กับ Cyclone® IV FPGA รวมถึงการใช้ไดอิเล็กทริกแบบ low-k ความยาวของช่องสัญญาณที่แปรผันและความหนาของออกไซด์ และแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดทรานซิสเตอร์หลายตัวการประมาณและการวิเคราะห์พลังงานที่แม่นยำ
Intel สนับสนุนการประเมินและวิเคราะห์กำลังไฟฟ้า ตั้งแต่แนวคิดการออกแบบไปจนถึงการใช้งาน ด้วยเครื่องมือออกแบบการจัดการพลังงานที่แม่นยำและครบถ้วนที่สุด Intel เสนอค่าประมาณพลังงานซิลิกอนที่สูงถึง 125°C และกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับตระกูล FPGA ราคาประหยัดตลอดชุดเครื่องมือ Intel เสนอทรัพยากรการประเมินและการวิเคราะห์พลังงานดังต่อไปนี้:
-
ตัวประเมินพลังงานเบื้องต้น Cyclone® IVการวิเคราะห์พลังงานและเทคโนโลยีการปรับให้เหมาะสม Intel® Quartus® Primeศูนย์ข้อมูลการจัดการพลังงาน
Intel ใช้การกำหนดค่าการทดสอบที่แตกต่างกันมากกว่า 5,000 รายการเพื่อวัดพลังของแต่ละส่วนประกอบภายใน FPGA ของ Intel® Cyclone® ซีรี่ส์ การกำหนดค่าแต่ละรายการจะเน้นที่การวัดส่วนประกอบวงจรเดียวของ FPGA ในการกำหนดค่าเฉพาะ
การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน Intel® Quartus® Prime
รายละเอียดการใช้งานการออกแบบสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดพื้นที่ และลดพลังงาน ในอดีต ประสิทธิภาพและการแลกเปลี่ยนพื้นที่เป็นไปโดยอัตโนมัติภายในระดับการโอนรีจีสเตอร์ (RTL) ผ่านขั้นตอนการออกแบบสถานที่และเส้นทาง
เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานของซอฟต์แวร์ Intel® Quartus® Prime จะใช้ความสามารถสถาปัตยกรรม Cyclone® IV FPGA โดยอัตโนมัติเพื่อลดการใช้พลังงานแบบไดนามิกที่ลดลงสูงสุด 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับ Cyclone® III FPGAซอฟต์แวร์การพัฒนา Intel® Quartus® Prime มีการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานอัตโนมัติมากมายที่โปร่งใสสำหรับนักออกแบบ แต่ให้การใช้ประโยชน์สูงสุดจากสถาปัตยกรรม FPGA เพื่อลดการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น ด้วยซอฟต์แวร์ Intel® Quartus® Prime คุณสามารถ:
-
แปลงบล็อกการทำงานที่สำคัญ
แมป RAM ของผู้ใช้เพื่อให้ใช้พลังงานน้อยลงปรับโครงสร้างลอจิกเพื่อลดพลังงานแบบไดนามิกเลือกอินพุตลอจิกอย่างถูกต้องเพื่อลดความจุบนตาข่ายที่มีการสลับสูงลดความต้องการพื้นที่และสายไฟสำหรับตรรกะหลักเพื่อลดพลังงานแบบไดนามิกในการกำหนดเส้นทางแก้ไขตำแหน่งเพื่อลดกำลังการตอกบัตร
การใช้พลังงานสถิตทั่วไป Cyclone® IV E
การประหยัดพลังงานของระบบโดยใช้ Cyclone IV GX FPGA
การรวมกันของการบูรณาการที่เพิ่มขึ้นและ Cyclone® IV GX FPGA ที่ใช้พลังงานต่ำส่งผลให้เกิดประโยชน์ระดับระบบที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย:
-
อุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่แบบพกพาหรือแบบใช้มือถือพื้นที่จำกัดและสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่ท้าทายต่อความร้อนการใช้งานที่ต้องการต้นทุนต่ำในที่ที่ระบบทำความเย็นไม่คุ้มค่า
คุณสมบัติ
Cyclone® IV FPGA ยังคงดำเนินต่อไปตามประเพณีของ Intel® Cyclone® ซีรี่ส์ที่ให้พลังงานต่ำและมีฟังก์ชันการทำงานสูง Cyclone® IV GX FPGAs มีตัวรับส่งสัญญาณในตัวที่ความเร็วสูงสุด 3.125 Gbps
แฟบริกคอร์ลอจิกและการกำหนดเส้นทางล้อมรอบด้วยเอเลเมนต์ I/O (IOE) และเฟสล็อกลูป (PLL) ทั้งอุปกรณ์ GX และ E มี PLL อเนกประสงค์สี่ตัวที่แต่ละมุมของแม่พิมพ์ Cyclone® IV GX FPGA มีองค์ประกอบ I/O ที่ด้านบน ด้านล่าง และด้านขวาของแม่พิมพ์ ในขณะที่ Cyclone® IV E FPGA มี I/O ที่ทั้งสี่ด้านของแม่พิมพ์ ด้านซ้ายของแม่พิมพ์ Cyclone® IV GX FPGA มีตัวรับส่งสัญญาณมากถึงแปดตัวในสองควอด ซึ่งประกอบด้วยตัวรับส่งสัญญาณสี่ตัวต่อควอด ด้านบนและด้านล่างของรูปสี่เหลี่ยมของตัวรับส่งสัญญาณแต่ละตัวมี PLL อเนกประสงค์ (MPLL) ที่ตัวรับส่งสัญญาณหรือแฟบริก FPGA สามารถใช้ได้
ตัวรับส่งสัญญาณในตัว
Cyclone® IV GX FPGA สร้างขึ้นด้วยเทคโนโลยีตัวรับส่งสัญญาณ GX ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของ Intel ซึ่งเป็นที่รู้จักในด้านประสิทธิภาพค่าเบี่ยงเบนที่ยอดเยี่ยมและความสมบูรณ์ของสัญญาณที่เหนือกว่า ตัวแปรตัวรับส่งสัญญาณที่รองรับ PCI-SIG รองรับโปรโตคอลอนุกรมที่หลากหลาย Cyclone® IV GX FPGA ยังมีบล็อกทรัพย์สินทางปัญญา (IP) ที่เข้มงวดสำหรับ PCI Express x1, x2 และ x4 ในการกำหนดค่ารูทพอร์ตและปลายทาง
แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม
สำรวจเนื้อหาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์เอฟพีจีเอ Intel® เช่น บอร์ดการพัฒนา ทรัพย์สินทางปัญญา การสนับสนุนและอื่นๆ
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.