Altera Flex 10K組み込みプログラム可能な論理デバイスファミリ：プログラム可能なシステム統合におけるマイルストーン

I.フレックス10Kシリーズコア機能

組み込みおよびロジックアレイの相乗的アーキテクチャ

埋め込み配列（EAB）：埋め込まれた配列ブロック（EAB）で構成されている各EABは、RAM、ROM、デュアルポートRAM、FIFOなどのストレージ関数をサポートする専用RAMを2,048ビット提供します。また、複雑なロジック関数（例、4×4乗数、DSPモジュール）を実装することもできます。単一のEABは、汎用ロジックリソースを占有することなく、100〜600のロジックゲートに寄付することができます。

ロジック配列：ロジックアレイブロック（ラボ）で構成されており、各ラボには8つのロジック要素（LES）が含まれています。 4入力ルックアップテーブル（LUT）とプログラム可能なフリップフロップに基づいて、LESはカウンターや加算器などの一般的なロジックをサポートします。高速算術操作と高ファンインロジックは、専用のキャリーチェーンとカスケードチェーンを通じて達成されます。

高密度とスケーラビリティ

一般的なゲート数の範囲は10,000〜250,000（最大システムゲート数は310,000）で、単純な制御ロジックから複雑なマルチバスシステムまでの統合をサポートします。

最大RAM容量は40,960ビット（20 EAB）に達し、さまざまなデータバッファリングニーズを満たすために、256×8や512×4などのさまざまな幅に柔軟に構成できます。

システムレベルの互換性と信頼性

マルチボルテージサポート：MultiVolt™I/Oインターフェイスを介して、2.5V/3.3V/5V混合電圧システムをサポートします。 5.0V許容入力ピンは、レガシーシステムとの互換性を確保します。

PCIコンプライアンス：PCIローカルバス仕様リビジョン2.2をサポートします。一部のモデル（EPF10K10Aなど）には、3.3V PCI仕様を満たすために、PCIプルアップクランプダイオードが組み込まれています。

jtag境界スキャン：IEEE 1149.1標準JTAG回路を統合し、ロジックリソースを占有することなく、システム内プログラミング（ISP）と境界スキャンテストをサポートします。

低消費電力と柔軟な構成

バッテリー駆動のデバイスに適した、0.5MAという低いスタンバイ電流。リアルタイム機能の更新のために、再構成時間が320m未満で、回路内再構成（ICR）をサポートします。

Supports ClockLock™およびClockBoost™Technologies：PLLを介してClock Deskewと周波数の乗算を実現し、クロック遅延を削減し、システムのタイミングパフォーマンスを改善します。

ii。 Flex 10Kシリーズアーキテクチャ

Flex 10kのアーキテクチャ高性能と柔軟な構成のバランスをとるために、「モジュール性」と「予測可能性」を中心に設計されています。

組み込み配列ブロック（EAB）：複雑な関数のコアキャリア
EABは、高密度ストレージと専用ロジックの重要なモジュールであり、次の機能を備えています。

柔軟な構成：RAMとして使用すると、256×8から2048×1までの複数の幅をサポートします。複数のEABは、より大きな能力のためにカスケードできます（たとえば、256×8 EABが256×16の構成を形成します）。ロジックモジュールとして使用すると、汎用LESよりも高速で、LUTを介して組み合わせロジックを実装します。

同期操作：組み込みの入力/出力レジスタは、同期の読み取り/書き込み、タイミング設計の簡素化、非同期RAMのセットアップ/保持時間制約の回避をサポートします。

独立したコントロール：clock and read/write Enable信号は個別に構成でき、異なるクロックドメイン間のデータ相互作用をサポートできます。

ロジックアレイブロック（ラボ）およびロジック要素（LE）：汎用ロジックの基礎

ラボ構造：各ラボには、FastTrack™インターコネクトを介して他のモジュールと通信する8つのLE、ローカルインターコネクト、および制御信号が含まれています。局所的な相互接続遅延は予測可能です（約0.6ns）。

Le機能：各LEには、4入力LUT、プログラム可能なフリップフロップ、キャリー/カスケードチェーンが含まれています。

• キャリーチェーン：サブ0.2NS高速キャリーパスを提供し、加算器とカウンターを効率的に実装します。
• カスケードチェーン：ステージごとの遅延が0.7nsという低い幅の広い入力ロジック（たとえば、16ビットアドレスデコード）をサポートします。
• 梱包を登録します：LUTとFLIP-FLOPは、リソースの利用を改善するために独立して使用できます。

FastTrack Interconnect：予測可能な信号伝送
FPGASでセグメント化されたルーティングの代わりに連続行/列相互接続チャネルが使用され、予測可能な信号の遅延を確保します。

行の相互接続は、同じ行でラボ/EAB間の通信を処理しますが、列の相互接続はクロスローウ信号伝送を有効にします。

高速同期設計のニーズを満たす、1.5ns未満のスキューで専用のグローバルクロック/クリア信号をサポートします。

I/O要素（IOE）：柔軟な外部インターフェイス
各IOEには、双方向I/Oバッファーとフリップフロップが含まれており、サポートしています。

プログラム可能な出力スルーレート制御（ノイズを減らすか、速度を改善するため）。

複数のインターフェイス標準と互換性があるオープンドレイン出力とトライステートエミュレーション。

1.6nsという低い入力セットアップ時間と5.3nsという低いクロックから出力遅延を備えた独立した入出力が登録されます。

iii。Flex 10Kシリーズモデル

Flex 10Kファミリーさまざまな密度と特徴を持つ複数の世代（例：Flex 10K、Flex 10KA、Flex 10KE）が含まれます。以下は最も注目すべきモデルです。

1。Flex10Kベースシリーズ

重要な機能：

組み込み配列ブロック（EAB）：各EABは、SRAM、ROM、FIFO、またはデュアルポートメモリとして構成可能な2,048ビットのRAMを提供します10。

FastTrack InterConnect：予測可能なタイミングのための連続ルーティングチャネル。

マルチボルトI/O。：後方互換性のために5V耐性入力（Flex 10KAモデル）をサポートします。

JTAGコンプライアンス：システムレベルのテスト用の組み込み境界スキャン。

2。Flex10keシリーズ（拡張）

Flex 10KEモデル（例：EPF10K30E、EPF10K50Sなど）は、高性能アプリケーション用の高度な機能を追加しました。

ClockLock PLL：クロックスキューを削減し、周波数増殖を有効にしました。

デュアルポートRAM：データ集約型タスクのメモリ帯域幅の改善。

スピードグレード：特定のユースケースでは-1xや-2xなどのオプションを使用して、-1（最速）から-3（遅い）までの範囲でした。

パッケージ：QFP、BGA、およびPGA形式で利用可能で、最大672ピン（EPF10K200Sなど）。

レガシーと交換

その間Flex 10Kシリーズ時代遅れであり、その建築は後のAltera/Intelファミリーに影響を与えましたサイクロンそしてstratix。最新のアプリケーションの場合、同等のデバイスには以下が含まれます。

サイクロンIV/v：新しいインターフェイスの低下、高密度、およびサポート（例：DDR3）。

Stratix 10：HBMメモリとPCIE 4.0を備えたFPGA/SOCハイブリッド。

IV。Flex 10Kシリーズアプリケーション

通信およびネットワーク機器

PCIインターフェイスカード：PCIコンプライアンスとマルチボルテージサポートを活用して、66MHz 64ビットPCIバスインターフェイスを実装し、EABはデータバッファーとして、およびプロトコル解析のためのLESを使用します。

ルーター/スイッチ：EABSストアルーティングテーブル、LES実装パケット転送ロジック、およびClockLockテクノロジーにより、クロックスキューが減少して高速データ送信が確保されます。

産業管理

モーションコントローラー：LESは、PIDアルゴリズム、EABSストアモーション軌道データ、および複数のI/Oピンをサポートセンサーとアクチュエータインターフェイスを実装します。

PLCモジュール：回路内の再構成を利用して、さまざまな産業シナリオに適応して、オンサイトで制御ロジックを更新します。

家電

セットトップボックス：EABSはビデオバッファーとして機能し、LESはオーディオ/ビデオデコードロジックを実装し、低消費電力は家庭環境に適しています。

スマートメーター：マルチボルテージI/Oは、メーターチップとディスプレイモジュールと互換性があり、JTAGはリモートデバッグとアップグレードをサポートしています。

自動車電子機器車内ゲートウェイ：CAN/LINバスインターフェイス、EABSストア障害コード、LES実装プロトコル変換、および広範な温度モデルが自動車用グレードの要件を満たしている統合/LINバスインターフェイス、LESの実装モデル。

V.結論

その革新的な「組み込み配列 +ロジックアレイ」アーキテクチャにより、Flex 10KファミリーSOPC設計の基礎を築く「汎用ロジック +専用関数」のオンチップ統合を開拓しました。予測可能なタイミングパフォーマンス、柔軟な構成方法、幅広い互換性により、実験室のプロトタイプから大規模な生産まで理想的な選択肢になります。 FLEX 10Kによって開拓された「プログラム可能な組み込みシステム」コンセプトは、今日のFPGAテクノロジー開発の時代でさえ、プログラム可能なロジックデバイスの進化に影響を与え続けています。 Alteraの古典的な製品として、Flex 10Kは単なるデバイスではなく、プログラム可能なロジックの「補助ロジック」から「システムコア」への変換のシンボルです。その技術的遺産は、組み込みシステム設計のイノベーションとブレークスルーを引き続き推進しています。

Flex 10kシリーズDatasheet.pdf

Flex 10kシリーズDatasheet.pdf

Flex 10Kシリーズチップモデル

EPF10K100ARI240-3N、EPF10K50BC356-4、EPF10K50VQI240-2N、EPF10K30ATC144-3N、EPF10K50VQC240-3

EPF10K30BC356-3、EPF10K30ABC356-2、EPF10K10K10ATC144-2N EPF10K10QCC208-4、EPF10K30AQI240-3 EPF10K50RC240-3 、EPF10K30RI208-4 、EPF10K208-4N 、EPF10K30AQCC28-1N EPF10K40RC240-4、EPF10K10ATI144-3N EPF10K50VRC240-2N EPF10K10ATC100-2 、EPF10K10TC144-3、EPF10K100ABI356-3N EPF10K10ATC100-3N 、EPF10K30RC240-4N EPF10K20TC144-4N 、EPF10K100ABI356-3 EPF10K30RC240-3N EPF10K50VRC240-3N 、EPF10K20RC240-3N EPF10K10QI208-4N 、EPF10K50VBC356-2N EPF10K10AQC208-3N 、EPF10K50VBC356-4 EPF10K10AQC208-1、EPF10K50VQC240-2 、EPF10K100ABC356-3、EPF10K50RC240-4 EPF10K10QI208-4、EPF10K30RC208-3 EPF10K10ATC144-2、EPF10K100AFC484-2N EPF10K20RC208-4 、EPF10K10AQC208-3、EPF10K100ARC240-1N EPF10K40RC208-3 、EPF10K50RC240-3N EPF10K50VBI356-4NEPF10K40RC208-4、EPF10K30AFC256-3、EPF10K100ARC240-2

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