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FPGA 简介
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
　　FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点主要有：
　　1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 ——2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。
　　3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。
　　4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。
　　5）FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。
　　可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。
　　目前FPGA的品种很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
　　FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。
　　FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程。
　

1.主流PLD产品：

MAXII：新一代PLD器件，0.18um falsh工艺，2004年底推出，采用FPGA结构,配置芯片集成在内部，和普通PLD一样上电即可工作。容量比上一代大大增加，内部集成一片8Kbits串行EEPROM，增加很多功能。MAXII采用2.5v或者3.3v内核电压，MAXII G系列采用1.8v内核电压。

简评：性价比不错，未来几年主流器件，推荐使用，不过MAXII容量较大，对于只需要几十个逻辑单元的简单逻辑应用，建议使用小容量的EPM3000A系列芯片

MAX II 器件家族
Feature	EPM240/G	EPM570/G	EPM1270/G	EPM2210/G
逻辑单元 (LE)	240	570	1,270	2,210
等效宏单元（Macrocell）	192	440	980	1,700
最大用户IO	80	160	212	272
内置Flash大小(bit)	8K	8K	8K	8K
管脚到管脚延时(ns)	3.6-4.5	3.6-5.5	3.6-6.0	3.6-6.5

主流FPGA产品

Altera的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Cyclone，CycloneII；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Startix，StratixII等，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。

Cyclone（飓风）：Altera中等规模FPGA，2003年推出，0.13um工艺,1.5v内核供电，与Stratix结构类似，是一种低成本FPGA系列，是目前主流产品，其配置芯片也改用全新的产品。

简评：Altera最成功的器件之一，性价比不错，是一种适合中低端应用的通用FPGA，推荐使用

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型号（1.5V）	逻辑单元	锁相环	M4K RAM 块	备注
EP1C3	2,910	1	13	每块RAM为4Kbit，可以另加1位奇偶校验位

CycloneII：Cyclone的下一代产品，2005年开始推出，90nm工艺，1.2v内核供电，属于低成本FPGA，性能和Cyclone相当，提供了硬件乘法器单元

简评：刚刚推出的新一代低成本FPGA，目前市场零售还不容易买到，估计从2005年年底开始，将逐步取代Cyclone器件，成为Altera在中低FPGA市场中的主力产品。

CycloneII资料下载

Cyclone II 系列概览
特性	EP2C5	EP2C8	EP2C20	EP2C35	EP2C50	EP2C70
逻辑单元（ LE ）	4,608	8,256	18,752	33,216	50,528	68,416
M4K RAM 块	26	36	52	105	129	250
RAM 总量	119,808	165,888	239,616	483,840	594,432	1,152,000
嵌入式18×18乘法器	13	18	26	35	86	150
锁相环（PLL）	2	2	4	4	4	4
最大可用I/O管脚	142	182	315	475	450	622

Stratix ：altera大规模高端FPGA,2002年中期推出，0.13um工艺，1.5v内核供电。集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。

简评：Startix芯片在2002年的推出，改变了Altera在FPGA市场上的被动局面。该芯片适合高端应用。随着2005年新一代StratixII器件的推出，将被StratixII逐渐取代

Stratix资料下载

1.5v	逻辑单元 LE	512bit RAM块	4Kbit RAM块	512K MegaRAM块	DSP块	备注
EP1S10	10570	94	60	1	6	每个DSP块可实现4个9x9乘法/累加器 RAM块可以另加奇偶校验位
EP1S20	18460	194	82	2	10
EP1S25	25660	224	138	2	10
EP1S30	32470	295	171	4	12
EP1S40	41250	384	183	4	14
EP1S60	57120	574	292	6	18
EP1S80	79040	767	364	9	22
EP1S120	114140	1118	520	12	28

StratixII: Stratix的下一代产品，2004年中期推出，90um工艺，1.2v内核供电，大容量高性能FPGA

简评：性能超越Stratix,是未来几年中，Altera在高端FPGA市场中的主力产品

StratixII资料下载

Stratix II 系列概览
功能	EP2S15	EP2S30	EP2S60	EP2S90	EP2S130	EP2S180
自适应逻辑模块（ALM）	6,240	13,552	24,176	36,384	53,016	71,760
等效逻辑单元（LE）	15,600	33,880	60,440	90,960	132,540	179,400
M512 RAM 块 (512 bits)	104	202	329	488	699	930
M4K RAM 块 (4 Kbits）	78	144	255	408	609	768
M-RAM 块(512 K）	0	1	2	4	6	9
总共 RAM bits	419,328	1,369,728	2,544,192	4,520,448	6,747,840	9,383,040
DSP块（每个DSP包含4个18x18乘法器）	12	16	36	48	63	96
锁相环（PLL）	6	6	12	12	12	12
最大可用I/O管脚	358	542	702	886	1,110	1,1

配置EEPROM 用于配置SRAM工艺FPGA的EEPROM，EPC2以上的芯片可以用电缆多次擦写

型号	容量	适用型号(详细内容请参阅数据手册）	电压	常用封装
EPC1441 （不可擦写)	441K bits	6K,10K10-10K30，1K10	3.3/5v 自动选择（可在软件中设定）	8 脚 DIP
EPC1 （不可擦写)	1M bits	10K30E/1K30，10K/1K50,更大芯片要多片级连	3.3/5v 自动选择（可在软件中设定）	8 脚 DIP
EPC2 （可重复擦写）	2M bits	10K/1K/20K100以下，更大芯片要多片级连	3.3/5v 管脚控制（请查阅数据手册）	20 脚 PLCC
EPC8 （可重复擦写）	8M bits			100脚 PQFP
EPC16（可重复擦写）	16M bits			88 脚 BGA

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