英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 特性

英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 在低成本 FPGA 中提供高性能。了解英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 特性，英特尔® Cyclone® 10 GX 设备家族提供的功能和优势。

架构

英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 采用列 I/O 结构，在芯片左侧配备 12.5 Gbps 收发器。垂直列中的 GPIO 位于包含 48 个 I/O 的组中，每个组都有一个高效存储控制器和 I/O 锁相环 (PLL)。 每个 GPIO 组还支持多个 LVDS 对，每个对都有差分输入和输出缓冲器，使用户能够将每对 LVDS 方向上的速率都配置为 1.4 Gbps。

DSP　模块

单精度浮点模式（硬核 IEEE 754 运算符）

DSP - 硬核浮点处理

英特尔® Cyclone® 10 GX 设备通过设备数字信号处理 (DSP) 模块中的硬核浮点运算符得到了增强。英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 可变精度 DSP 模块推出了全新的浮点模式，该模式可实现突破性浮点性能。

借助可用于英特尔® Cyclone® 10 GX 设备 DSP 模块的三个模式：标准精度固定点（18 位固定点乘法器）、高精度固定点（27 位固定点乘法器）和单精度浮点，设计人员可实施各种需要固定点到符合 IEEE 754 标准的双精度浮点运算的算法。硬核浮点处理支持设计人员实施性能和能效类似于固定点的浮点算法。实现该目的不会影响能效、存储区或密度，也不会损害固定点特性或功能。

外部存储器接口

英特尔® Cyclone® 10 GX 设备提供了一种高效的架构，允许高达 72 位宽的 DDR3 内存接口传输速率高达 1,866 Mbps。这是为了支持小型模块化 I/O 组结构中的高水平系统带宽。这些 I/O 旨在为现有和新型外部存储器标准提供高性能支持。

与上一代 Cyclone® FPGA 相比，新架构和解决方案具有以下优势：

  • 控制器中以及控制器到 PHY 的预关闭时序
  • 布置引脚更容易

为了获得最大的性能和灵活性，该架构为关键接口提供了硬核存储控制器和硬核 PHY。

  • 解决方案提供了完全硬化的外部存储器接口，以支持几种协议
  • 设备具有混合在核心逻辑结构内的多个 I/O 列，而非在设备外设上的 I/O 组
  • 单个硬核 Nios® II 处理器模块可校准某个 I/O 列中的所有存储器接口
  • I/O 列由 I/O 模块组（即 I/O 组）组成
  • 每个 I/O 组包含一个专用的整数 PLL (IO_PLL)、硬核存储控制器和延迟锁相环
  • 与上一代 Cyclone 设备相比，PHY 时钟树较短，仅跨越一个 I/O 组

单粒子翻转 (SEU)

SEU 缓解

单粒子翻转 (SEU) 是宇宙辐射效应导致内部存储元件出现罕见意外的变化。状态的变化会导致软错误，对设备不会有永久损害。

英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 可确保高可靠性并具有特定的 SEU 缓解功能。

  • 高级 SEU 检测 (ASD) 和纠正
    • 通过使用自动纠正的循环冗余校验 (CRC) 清理进行错误检测
    • 敏感度处理
    • 分层标记
  • 故障注入
    • 用于表征、测试和改善您的设计

收发器 (12.5 Gbps)

英特尔® Cyclone® 10 GX 设备最多可提供 12 个低延迟的收发器通道，这些收发器通道采用集成的先进高速模拟信号调节和时钟数据恢复技术，适合用于芯片到芯片应用。

英特尔® Cyclone® 10 GX 设备为芯片到芯片通信提供每个收发器 I/O 12.5 Gbps 的最高频率。英特尔® Cyclone® 10 GX 设备还采用低成本解决方案支持更高速率的协议，如 GigE Vision、USB 3.1、CoaXPress、Camera Link、DisplayPort 1.3 和 HDMI。 英特尔® Cyclone® 10 GX 设备还支持以高达 6.6 Gbps 的数据速率驱动的背板。

这种设备左侧边缘上有多列收发器 I/O 组，每组各有六个收发器通道。 英特尔® Cyclone® 10 GX 设备还包括一个用于各种应用（例如，连接到外部英特尔处理器）的 PCI Express* Gen2 硬核 IP 模块。

Nios® II 处理器

Nios® II 处理器是全球最通用、免版税的处理器。Gartner 研究指出，它是 FPGA 行业中应用最广泛的软处理器。Nios II 处理器具有前所未有的灵活性，可满足您的成本敏感、实时、安全关键 (DO-254)、ASIC 优化应用处理需求。

Nios II 处理器家族由两个可配置的 32 位 Harvard 架构内核组成：

  • 快速型（/f 内核）：六级管线，专为最高性能的可选内存管理单元 (MMU) 或内存保护单元 (MPU) 进行了优化
  • 经济型（/e 内核）：针对最小尺寸进行了优化，免费提供（无需许可）

您需要提高性能吗？没问题。实现硬件加速与使用 FPGA 可编程逻辑来卸载负荷并加速通常在应用软件中实现的任务一样简单。在 Nios® II 处理器网页上了解更多信息。

如欲了解有关免费软件开发工具的更多信息，请访问 Nios® II 处理器设计工具网页。

如欲了解有关 Nios II 处理器培训的信息，请访问英特尔® FPGA 技术培训网页。

Nios® II 处理器性能

注意：Dhrystonmes 2.1 基准（英特尔评测）

变体 性能 (DMIPS at fMAX)1
Nios® II /e 经济型 52.5 位，350 MHz

Nios® II /f 快速型
 305 位，270 MHz
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Nios® II 处理器应用

应用 Nios® II 处理器内核 厂商 描述
对功耗和成本敏感 Nios® II 经济型内核 英特尔® Nios® II 经济型处理器内核的逻辑元件只有 600 个，是微控制器应用的理想选择。Nios II 经济型处理器内核、软件工具和设备驱动程序均为免费提供。
实时 Nios® II 快速型内核 英特尔®

完全确定的无抖动实时性能，具有以下独特的硬件实时功能选项：

  • 矢量中断控制器
  • 紧密耦合内存
  • 自定义指令
    （能够使用 FPGA 硬件加速某项功能）
  • 由行业领先的实时操作系统 (RTOS) 提供支持，如 Linux* 和 Zephyr*
  • Nios® II 处理器是一款理想的实时处理器，可与基于面向英特尔 FPGA 的 DSP Builder 的硬件加速器配合使用，提供确定性的高性能实时结果。
应用处理 Nios® II 快速型内核 英特尔® 凭借一个简单的配置选项，Nios® II 快速型处理器内核可以使用内存管理单元 (MMU) 运行嵌入式 Linux*。Nios II 处理器既可以运行开源 Linux 版本，也可以运行商业版本。
关键安全 Nios® II SC 内核 HCELL 使用 Nios® II 安全关键型处理器内核以及 HCELL 提供的 DO-254 合规设计服务，验证您的设计是否符合 DO-254 要求。
锁步双核 fRSmartComp IP Yogitech Lockstep 解决方案提供高诊断覆盖范围、自检和高级诊断功能，完全符合功能安全标准 IEC 61508 和 ISO 26262。该解决方案还减少了对难以开发和性能不佳的诊断软件测试库的需求。
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为英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 供电

利用英特尔 Enpirion® 电源解决方案，可在不牺牲效率的前提下，充分利用英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 性能。 

英特尔® Enpirion® 电源解决方案是非常高效的电源管理产品，具有尺寸小、芯片技术领先、磁件设计、封装先进以及设计经过充分验证等特点。

英特尔® Enpirion® 电源解决方案系列的超紧凑型高效 PowerSoC 可完全满足英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 的功率要求。英特尔® Enpirion® PowerSoC 可集成英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 电源轨所需的几乎所有组件。它提供了一系列经全面验证、易于使用的解决方案，使得效率提升高达 96%。这可以让设计人员腾出时间，让他们可以专注于其独特的知识产权 (IP) 和 FPGA 设计，在电源设计上花费更少的时间。

要了解更多信息，请访问为 FPGA 供电网页。

资格和认证

英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 提供多种扩展的商业和工业设备级别。 此外，未来版本的功能安全包（经过 TUV 认证，符合 IEC 61508 要求）也将支持这些级别，以缩短开发时间和上市时间。

英特尔® Cyclone® 10 GX FPGA 参考链接

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产品和性能信息

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测试考评特定系统上具体测试中的组件性能。硬件、软件或配置的任何不同都可能影响实际性能。考虑购买时，请查阅其他信息来源以评估性能。有关性能和基准测试结果的更完整信息，请访问 www.intel.cn/content/www/cn/zh/benchmarks/benchmark.html。