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Cyclone II FPGA

针对低成本进行设计

在Altera大获成功的第一代Cyclone 器件系列基础之上,Cyclone II FPGA从根本上针对低成本进行设计,为成本敏感的大批量应用提供用户定制特性。Cyclone II FPGA以低于ASIC的成本实现了高性能和低功耗。

Cyclone II FPGA由使用方便的免费Quartus II 网络版设计软件、多种知识产权(IP)和硬件开发套件提供支持,可以迅速实现低成本FPGA方案开发。

用户定制特性

Cyclone II 器件提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性,其密度分布范围广,含有丰富的存储器和嵌入式乘法器,并提供多种封装选择。Cyclone II 器件还支持低成本应用中常见的各种外部存储器接口和I/O协议。参数化IP内核简化了Cyclone II 接口和协议应用。

Cyclone II FPGA系列简介

Altera Cyclone II采用全铜层、低K值、1.2伏SRAM工艺设计,裸片尺寸被尽可能最小的优化。采用300毫米晶圆,以TSMC成功的90nm工艺技术为基础,Cyclone II器件提供了4,608到68,416个逻辑单元（LE）,并具有一整套最佳的功能,包括嵌入式18比特x18比特乘法器、专用外部存储器接口电路、4kbit嵌入式存储器块、锁相环（PLL）和高速差分I/O能力。

Cyclone II器件扩展了FPGA在成本敏感性、大批量应用领域的影响力,延续了第一代Cyclone器件系列的成功。表1所示为Cyclone II FPGA系列的特性和能力。

表1. Cyclone II FPGA简介
器件 EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
逻辑单元 4,608 8,256 18,752 33,216 50,528 68,416
M4K RAM块
(4 k比特 + 512 校验比特)		 26 36 52 105 129 250
总比特数 119,808 165,888 239,616 483,840 594,432 1,152,000
嵌入式18x18乘法器 13 18 26 35 86 150
PLLs 2 2 4 4 4 4
最多用户I/O 管脚 142 182 315 475 450 622
差分通道 58 77 132 205 193 262
提供日期 现在 现在 现在 现在 现在 现在

表2所示为Cyclone II器件封装和用户I/O管脚数。

表2. Cyclone II器件封装和最多用户I/O管脚
封装尺寸
(mm x mm)		 EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
144-Pin TQFP
(22 x 22)		 89 85
208-Pin PQFP
(30.6 x 30.6)		 142 138
240-Pin PQFP
(32 x 32) 		142
256-Pin FineLine BGA
(17 x 17)		 158 182 152
484-Pin Ultra FineLine BGA
(19 x 19)		 322 294
484-Pin FineLine BGA
(23 x 23)		 315 322 294
672-Pin FineLine BGA
(27 x 27)		 475 450 422
896-Pin FineLine BGA
(31 x 31)		 622

表2注释：

  1. TQFP = 薄四方扁平封装
  2. PQFP = 塑封四方扁平封装
  3. BGA = 球栅阵列封装

表3 列出了Cyclone II器件的适用配置器件。

表3. Cyclone II FPGA的适用配置器件
配置器件 支持Cyclone II器件
EP2C5 EP2C8 EP2C20 EP2C35 EP2C50 EP2C70
EPCS1 X
EPCS4 X X X
EPCS16 X X X X X X
EPCS64 X X X X X X
Cyclone II 器件系列特性

Cyclone II器件系列是成本最低的FPGA解决方案,提供空前的设计灵活性和高性能系统集成能力。

  1. 成本优化的架构：Cyclone II 器件架构为最低的成本而优化,提供多达68,416 个逻辑单元(LE),密度超过第一代Cyclone FPGA的3倍。Cyclone II FPGA内部的逻辑资源可以用来实现复杂的应用。
  2. 工艺技术：Cyclone II FPGA在300毫米晶圆的基础上,采用了TSMC领先的90nm低电介工艺技术而生产。
  3. 嵌入式存储器：Cyclone II FPGA基于流行的M4K存储器块,提供多达1.1兆比特的嵌入式存储器,可以支持配置为广泛的操作模式,包括RAM、ROM、先入先出（FIFO）缓冲器以及单端口和双端口模式。
  4. 嵌入式乘法器：Cyclone II FPGA提供最多150个18x18比特乘法器,是低成本数字信号处理（DSP）应用的理想方案。这些乘法器可用于实现通用DSP功能,如有限冲击响应（FIR）滤波器、 快速傅立叶变换、相关器、编/解码器以及数控振荡器（NCO）。
  5. 外部存储器接口：Cyclone II 器件提供高级外部存储器接口支持,允许开发人员集成外部单倍数据速率（SDR）、双倍数据速率（DDR）、DDR2 SDRAM器件以及第二代四倍数据速率（QDRII）SRAM器件,数据速率最高可达668 Mbps。
  6. 差分I/O支持：Cyclone II 器件提供差分信号支持,包括LVDS、RSDS、mini-LVDS、LVPECL、SSTL和HSTL I/O标准。LVDS标准支持接收端最高805 Mbps数据速率,发送端最高622 Mbps。
  7. 单端I/O支持：Cyclone II器件支持各种单端I/O 标准,如当前系统中常用的LVTTL、LVCMOS、SSTL、HSTL、PCI和PCI-X标准。
  8. 接口和协议支持：Cyclone II 器件支持串行总线和网络接口（如PCI和PCI-X）,快速访问外部存储器件,同时还支持大量通讯协议,包括以太网协议和通用接口。
  9. 时钟管理电路：Cyclone II器件支持最多达四个可编程锁相环（PLL）和最多16个全局时钟线,提供强大的时钟管理和频率合成能力,使系统性能最大化。这些PLL提供的高级特性包括频率合成、可编程占空比、外部时钟输出、可编程带宽、输入时钟扩频、锁定探测以及支持差分输入输出时钟信号。
  10. Nios II 嵌入式处理器：Cyclone II 器件的Nios II 嵌入式处理器降低了成本,提高了灵活性,给低成本分立式微处理器提供了一个理想的替代方案。
  11. 片内匹配：Cyclone II FPGA 支持驱动阻抗匹配和片内串行终端匹配。片内匹配消除了对外部电阻的需求,提高了信号完整性,简化电路板设计。Cyclone II FPGA通过外部电阻还可支持并行匹配和差分匹配。
  12. 热插拔及上电顺序：Cyclone II 器件提供强大的片内热插拔以及上电顺序支持,确保器件正确操作不依赖上电顺序。该特性同时实现了上电之前和上电过程中对器件和三态I/O缓冲的保护,使Cyclone II 器件成为多电压系统以及具高可靠性和冗余需求的应用的理想方案。
  13. 循环冗余码(CRC)：Cyclone II 器件具有32 比特 CRC自动校验功能。内置的CRC校验电路简化了校验流程,只需在Quartus II 软件中单击一下即可。这是FPGA中对付单事件干扰（SEU）问题最有效的解决方案。
  14. Cyclone II与Cyclone FPGA的差别：Cyclone II FPGA提供比Cyclone FPGA更新更先进的特性。这些特性包括嵌入式乘法器、支持DDR2和QDR II存储器件的外部存储器接口、片内串行匹配,以及支持更多的差分和单端I/O 标准。
  15. 串行配置器件：Cyclone II 器件可以采用Altera的低成本串行配置器件进行配置,这种串行配置器件最大可提供64兆比特的Flash存储器。
Cyclone II FPGA 订购型号
  1. EP2C20F256C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F256C8
  2. EP2C20F256I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F256I8
  3. EP2C20F484C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484C8
  4. EP2C20F484C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484C8N
  5. EP2C20F484I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20F484I8
  6. EP2C20Q240C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240C8
  7. EP2C20Q240C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240C8N
  8. EP2C20Q240I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C20Q240I8
  9. EP2C35F484C6：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C6
  10. EP2C35F484C6N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C6N
  11. EP2C35F484C7ES：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C7ES
  12. EP2C35F484C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C8
  13. EP2C35F484C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484C8N
  14. EP2C35F484I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484I8
  15. EP2C35F484I8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F484I8N
  16. EP2C35F672C6：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C6
  17. EP2C35F672C7ES：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C7ES
  18. EP2C35F672C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C8
  19. EP2C35F672C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672C8N
  20. EP2C35F672I7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I7
  21. EP2C35F672I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I8
  22. EP2C35F672I8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C35F672I8N
  23. EP2C50F484C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F484C8
  24. EP2C50F484I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F484I8
  25. EP2C50F672C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F672C8
  26. EP2C50F672C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C50F672C8N
  27. EP2C5F256C7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5F256C7
  28. EP2C5Q208C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5Q208C8
  29. EP2C5Q208I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5Q208I8
  30. EP2C5T144C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144C8
  31. EP2C5T144I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144I8
  32. EP2C5T144I8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C5T144I8N
  33. EP2C70F672C6N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C6N
  34. EP2C70F672C7N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C7N
  35. EP2C70F672C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C8
  36. EP2C70F672C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672C8N
  37. EP2C70F672I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F672I8
  38. EP2C70F896C6：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F896C6
  39. EP2C70F896I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C70F896I8
  40. EP2C8F256C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8F256C8
  41. EP2C8F256C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8F256C8N
  42. EP2C8Q208C：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C
  43. EP2C8Q208C7：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C7
  44. EP2C8Q208C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208C8
  45. EP2C8Q208I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8Q208I8
  46. EP2C8T144C8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144C8
  47. EP2C8T144C8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144C8N
  48. EP2C8T144I8：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144I8
  49. EP2C8T144I8N：Altera现场可编程逻辑门阵列FPGA器件Cyclone II 系列EP2C8T144I8N