เอฟพีจีเอ Cyclone® IV

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Cyclone® IV FPGA ยกระดับความเป็นผู้นำของ Intel® Cyclone® FPGA ซีรีย์ในการจัดหา FPGA พลังงานต่ำโดยมีตัวเลือกเครื่องรับส่งสัญญาณ Cyclone® IV FPGA เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานปริมาณสูงที่มีความอ่อนไหวด้านต้นทุน ทำให้คุณสามารถตอบสนองข้อกำหนดด้านแบนด์วิดท์ที่เพิ่มสูงขึ้น แนะนำให้ใช้กลุ่มผลิตภัณฑ์สำหรับการใช้งานและการออกแบบเน้น Edge

ดูเพิ่มเติม: ซอฟต์แวร์การออกแบบ FPGA, Design Store, การดาวน์โหลด, ชุมชน และการสนับสนุน

เอฟพีจีเอ Cyclone® IV

สิทธิประโยชน์

Cyclone® IV FPGA ทั้งหมดใช้อุปกรณ์จ่ายไฟเพียงสองตัวสำหรับการทำงาน ทำให้เครือข่ายการจ่ายพลังงานของคุณง่ายขึ้น และประหยัดต้นทุนบอร์ด พื้นที่บอร์ด และเวลาการออกแบบ ด้วยตัวรับส่งสัญญาณแบบบูรณาการบนสถาปัตยกรรม Cyclone® IV FPGA คุณจะได้รับการออกแบบและการรวมบอร์ดที่ง่ายขึ้น นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นของสถาปัตยกรรมการตอกบัตรของทรานซีฟเวอร์ยังทำให้คุณสามารถใช้โปรโตคอลหลายตัวในขณะที่ใช้ทรัพยากรของตัวรับส่งสัญญาณที่มีอยู่อย่างเต็มที่ การผสานรวมและความยืดหยุ่นของ Cyclone® IV GX FPGA ช่วยให้คุณสามารถออกแบบในอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กลงและปรับต้นทุนให้เหมาะสมที่สุด ซึ่งช่วยลดต้นทุนโดยรวมของระบบ

Built on an optimized 60-nm low-power process, Cyclone® IV E FPGA ที่สร้างขึ้นบนกระบวนการพลังงานต่ำ 60 nm ที่ปรับให้เหมาะสม ยกระดับความเป็นผู้นำในด้านพลังงานต่ำของ Cyclone® III FPGA รุ่นก่อนหน้า Cyclone® IV E FPGA ลดแรงดันไฟฟ้าหลัก ซึ่งลดพลังงานทั้งหมดลง 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน เครื่องรับส่งสัญญาณ Cyclone® IV GX FPGA ทำให้คุณสามารถสร้าง PCI Express* ให้กับบริดจ์กิกะบิตอีเทอร์เน็ตได้โดยใช้พลังงานไม่ถึง 1.5 วัตต์

Cyclone® IV FPGA ของ Intel ได้รับการปรับให้เหมาะสำหรับการใช้พลังงานต่ำสุด ช่วยให้คุณจัดการความต้องการด้านความร้อนได้ดีขึ้น ด้วยเหตุนี้ คุณสามารถลดหรือขจัดค่าใช้จ่ายในการทำความเย็นของระบบ และยืดอายุแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานแบบใช้มือถือได้

กลุ่มผลิตภัณฑ์ Cyclone® IV FPGA แสดงให้เห็นความเป็นผู้นำของ Intel ในด้านการให้ FPGA ที่คุ้มค่าพลังงาน สถาปัตยกรรมและชิปประมวลผลที่ปรับปรุงดีขึ้น เทคโนโลยีกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง และเครื่องมือจัดการพลังงาน ทำให้การใช้พลังงานสำหรับ Cyclone® IV FPGA ลดลงมากถึง 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°C

การลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ลอจิกแบบตั้งโปรแกรมได้มีประโยชน์มากมายสำหรับหลายๆ แอพพลิเคชั่น อย่างไรก็ตาม การใช้พลังงานที่ลดลงเป็นเพียงแง่มุมหนึ่งของพลังงานของระบบ รูปต่อไปนี้แสดงว่า Cyclone® IV GX FPGA ลดการใช้พลังงานของ FPGA โดยเฉลี่ย 30 เปอร์เซ็นต์

ไฟฟ้าสถิตสามารถเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดต่ำกว่าไมครอน หากไม่มีการใช้กลยุทธ์ในการลดพลังงาน การใช้พลังงานแบบสถิตเพิ่มขึ้นที่เทคโนโลยีกระบวนการย่อยระดับไมครอน สาเหตุหลักมาจากการเพิ่มขึ้นของการรั่วไหลของกระแสไฟต่ำกว่าระดับไมครอน

ด้วยการใช้เทคโนโลยีการผลิตพลังงานต่ำ (LP) ที่ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่มักใช้สำหรับส่วนประกอบโทรศัพท์มือถือ Intel ได้ลดกระแสไฟรั่วสำหรับพลังงานไฟฟ้าสถิตต่ำ ขนาดที่เล็กลงได้มาจากกระบวนการขั้นสูงดังกล่าวร่วมกับการปรับให้เหมาะสมทางสถสาปัตยกรรม ทำให้ Cyclone® IV FPGA สามารถรักษาการใช้พลังงานไดนามิกและพลังงานสถิตให้อยู่ในระดับต่ำสุด การปรับปรุงกระบวนการและสถาปัตยกรรมที่ Intel ใช้กับ Cyclone® IV FPGA รวมถึงการใช้ไดอิเล็กทริกที่ใช้จำนวน k ต่ำ ความยาวช่องสัญญาณและความหนาของออกไซด์แบบผันแปร และแรงดันไฟฟ้าหลายค่าสำหรับเกณฑ์ขั้นต่ำของทรานซิสเตอร์

Intel สนับสนุนการประเมินและวิเคราะห์กำลังไฟฟ้า ตั้งแต่แนวคิดการออกแบบไปจนถึงการใช้งาน ด้วยเครื่องมือออกแบบการจัดการพลังงานที่แม่นยำและครบถ้วนที่สุด Intel เสนอค่าประมาณพลังงานซิลิกอนที่สูงถึง 125°C และกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับตระกูล FPGA ราคาประหยัดตลอดชุดเครื่องมือ Intel เสนอทรัพยากรการประเมินและการวิเคราะห์พลังงานดังต่อไปนี้:

ตัวประเมินพลังงานเบื้องต้น Cyclone® IVการวิเคราะห์พลังงานและเทคโนโลยีการปรับให้เหมาะสม Intel® Quartus® Primeศูนย์ข้อมูลการจัดการพลังงาน ใช้ตัวประมาณกำลังไฟฟ้าขั้นต้น (EPE) ระหว่างขั้นตอนแนวคิดการออกแบบและตัววิเคราะห์พลังงานระหว่างการนำการออกแบบไปใช้ EPE เป็นเครื่องมือวิเคราะห์ตามสเปรดชีตที่ช่วยให้สามารถกำหนดขอบเขตพลังงานได้ตั้งแต่เนิ่นๆ โดยพิจารณาจากการเลือกอุปกรณ์และแพ็คเกจ เงื่อนไขการทำงาน และการใช้อุปกรณ์Power Analyzer เป็นเครื่องมือวิเคราะห์พลังงานที่มีรายละเอียดมากกว่ามาก ซึ่งใช้การจัดวางการออกแบบจริงและการกำหนดเส้นทางและการกำหนดค่าลอจิก เครื่องมือนี้สามารถใช้รูปคลื่นจำลองเพื่อประเมินพลังงานไดนามิกได้อย่างแม่นยำมาก โดยรวมแล้วเครื่องวิเคราะห์กำลังจะให้ความแม่นยำ ± 10 เปอร์เซ็นต์เมื่อใช้กับข้อมูลการออกแบบที่ถูกต้อง โมเดลพลังงาน Intel® Quartus® Prime มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการวัดค่าซิลิคอนจริง
Intel ใช้การกำหนดค่าการทดสอบที่แตกต่างกันมากกว่า 5,000 รายการเพื่อวัดพลังของแต่ละส่วนประกอบภายใน FPGA ของ Intel® Cyclone® ซีรี่ส์ การกำหนดค่าแต่ละรายการจะเน้นที่การวัดส่วนประกอบวงจรเดียวของ FPGA ในการกำหนดค่าเฉพาะ

รายละเอียดการใช้งานการออกแบบสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดพื้นที่ และลดพลังงาน ในอดีต ประสิทธิภาพและการแลกเปลี่ยนพื้นที่เป็นไปโดยอัตโนมัติภายในระดับการโอนรีจีสเตอร์ (RTL) ผ่านขั้นตอนการออกแบบสถานที่และเส้นทาง

เครื่องมือปรับพลังงานให่เหมาะสมของซอฟต์แวร์ Intel® Quartus® Prime ใช้ขีดความสามารถของสถาปัตยกรรม Cyclone® IV FPGA โดยอัตโนมัติ เพื่อลดการใช้พลังงานไดนามิกลงได้ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเปรียบเทียบกับ Cyclone® III FPGA

ซอฟต์แวร์การพัฒนา Intel® Quartus® Prime มีการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานอัตโนมัติมากมายที่โปร่งใสสำหรับนักออกแบบ แต่ให้การใช้ประโยชน์สูงสุดจากสถาปัตยกรรม FPGA เพื่อลดการใช้พลังงาน ตัวอย่างเช่น ด้วยซอฟต์แวร์ Intel® Quartus® Prime คุณสามารถ:

แสดงเพิ่ม แสดงน้อยลง

การรวมกันของการบูรณาการที่เพิ่มขึ้นและ Cyclone® IV GX FPGA ที่ใช้พลังงานต่ำส่งผลให้เกิดประโยชน์ระดับระบบที่สำคัญสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย:

อุปกรณ์ที่ใช้แบตเตอรี่แบบพกพาหรือแบบใช้มือถือพื้นที่จำกัดและสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่ท้าทายต่อความร้อนการใช้งานที่ต้องการต้นทุนต่ำในที่ที่ระบบทำความเย็นไม่คุ้มค่า โปรดดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของและการได้รับความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นในการออกแบบของคุณได้ในเอกสารทางวิชาการเรื่อง Decrease Total System Costs with Industry's Lowest Cost, Lowest Power FPGA (PDF)

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม

สำรวจเนื้อหาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ Intel® FPGA เช่น บอร์ดการพัฒนา ทรัพย์สินทางปัญญา การสนับสนุนและอื่นๆ