Cyclone® IV GX FPGA
架构包含多达 15 万个垂直排列的逻辑元件 (LE)。
Cyclone® IV E FPGA
架构包含多达 11.5 万个垂直排列的逻辑元件 (LE)。
优势
系统成本优化
所有 Cyclone® IV FPGA 的运行只需要两个电源,大大简化了配电网络,降低了电路板成本,减小了电路板空间,缩短了设计时间。利用 Cyclone® IV FPGA 架构上的集成收发器,可以简化主板设计和集成。此外,灵活的收发器时钟架构支持您实施多种协议,同时充分利用所有可用的收发器资源。利用 Cyclone® IV GX FPGA 的集成特性和灵活性,您可以设计出体积更小、成本更低的设备,降低系统总成本。
降低功耗
Cyclone® IV E FPGA 基于经优化的 60 纳米低功耗工艺构建,延续了上一代 Cyclone® III FPGA 的低功耗领先优势。Cyclone® IV E FPGA 降低了内核电压,与上一代产品相比,总功耗降低了 25%。采用 Cyclone® IV GX 收发器 FPGA,您能够以不到 1.5 瓦的功耗搭建 PCI Express* 至千兆位以太网的桥接。
英特尔® Cyclone® IV FPGA 经过优化,实现了最低功耗,可帮助您更好地满足散热要求。因此,您不仅可以降低或消除系统散热成本,还可以延长手持式设备的电池续航时间。Cyclone® IV FPGA 功耗
Cyclone® IV FPGA 家族展示了英特尔在提供高能效 FPGA 方面的领先优势。借助增强型架构和芯片、高级半导体工艺技术和功耗管理工具,Cyclone® IV FPGA 的功耗比 Cyclone® III FPGA 降低高达 25%。
下表显示了 Cyclone® IV E 设备在 85°C 结点温度下的静态功耗。在 85°C 下,最小的 Cyclone® IV EP4CE6 设备功耗低至 38 毫瓦,而最大的 Cyclone® IV EP4CE115 设备功耗低至 163 毫瓦。低功耗的优势
降低可编程逻辑设备的功耗,为许多应用带来无法企及的优势。然而,降低功耗只是系统功耗的一个方面。下图表明 Cyclone® IV GX FPGA 可将 FPGA 功耗平均降低 30%。
芯片和架构优化
如果不采用降低功耗的技术手段,采用亚微米半导体工艺会大幅增加静态功耗。由于漏电电流阈值增加,采用亚微米制程技术会增加静态功耗。
英特尔通过采用领先半导体制造商通常用于手持式组件的低功耗 (LP) 制程技术,最大限度地减少了泄漏电流,从而降低了静态功耗。这种先进的工艺减小了物理尺寸,同时结合架构优化,可帮助 Cyclone® IV FPGA 将动态和静态功耗降到最低。英特尔在 Cyclone® IV FPGA 中采用了多项工艺和架构增强技术,包括使用低介电常数材料、可变通道长度和氧化层厚度,以及多晶体管阈值电压。精确的功耗估算和分析
在从设计构思到实施的整个过程中,英特尔支持采用最精确和最完整的功耗管理设计工具,进行功耗估算和分析。英特尔的工具套件为低成本 FPGA 套件家族提供高达 125°C 的工作温度和最差芯片功耗估算。英特尔提供以下功耗估算和分析资源:
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Cyclone® IV 早期功耗估算器。英特尔® Quartus® Prime 功耗分析和优化技术。功耗管理资源中心。
英特尔使用超过 5,000 个不同的测试配置来测量英特尔® Cyclone® 系列 FPGA 中每个组件的功耗。每一种配置主要用于测量 FPGA 在特定配置下的某一电路组成。
英特尔® Quartus® Prime 功耗优化
详细的设计实施能够提高性能,减小尺寸,降低功耗。过去,通过布局布线设计流程在寄存器传送级 (RTL) 内自动对性能和尺寸进行平衡。
英特尔® Quartus® Prime 软件功耗优化工具自动使用 Cyclone® IV FPGA 架构功能,使动态功耗相比 Cyclone® III FPGA 降低了 25%。英特尔® Quartus® Prime 软件的许多自动功耗优化功能对设计人员而言都是透明的,而且实现了 FPGA 架构的最优利用从而降低功耗。例如,使用英特尔® Quartus® Prime 软件,您能够:
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转换主要功能模块。
映射用户 RAM,降低功耗。重新规划逻辑以降低动态功耗。正确选择逻辑输入,以最大限度地降低高频触发网络的电容。降低核心逻辑的面积和连线要求,以最大限度地降低布线的动态功耗。修改布局以降低时钟功耗。
Cyclone® IV E 典型静态功耗
利用 Cyclone® IV GX FPGA 降低系统功耗
Cyclone® IV GX FPGA 在提高集成度的同时降低了功耗,可为多种应用带来显著的系统级优势:
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采用电池供电的便携式或手持式设备。空间受限以及其他散热困难的环境。对价格敏感,但散热系统成本高昂的应用。