Altera FPGA的选型及开发

Altera Cyclone IV GX 系列FPGA 开发方案
Altera 公司的Cyclone IV 系列FPGA 包括两个系列:Cyclone IV E 和Cyclone IV GX,具有低成本、低功耗的FPGA 架构,6 K 到150 K 的逻辑单元, 高达6.3 Mb 的嵌入式存储器,小于1.5 W 的总功耗;Cyclone IV GX 器件提供高达八个3.125 Gbps 高速收发器,用于大批量，成本敏感的应用如无线、有线、广播、工业，用户以及通信等行业.本文介绍了Cyclone IV 器件系列主要特性,收发器通道框图以及Cyclone IV GX FPGA 开发套件主要特性,框图,电路图和材料清单.
Altera 新的Cyclone®IV 系列FPGA 器件巩固了Cyclone 系列在低成本、低功耗FPGA 市场的领导地位，并且目前提供集成收发器功能的
型号。

Cyclone IV 器件旨在用于大批量，成本敏感的应用，使系统设计师在降低成本的同时又能够满足不断增长的带宽要求。

Cyclone IV 器件系列是建立在一个优化的低功耗工艺基础之上，并提供以下两种型号：
■Cyclone IV E 最低的功耗，通过最低的成本实现较高的功能性。

Altera Cyclone IV GX系列的特性及FPGA开发套件的设计方案介绍Altera 公司的Cyclone IV 系列FPGA包括两个系列：Cyclone IV E和Cyclone IV GX,具有低成本、低功耗的FPGA 架构，6 K 到150 K 的逻辑单元，高达6.3 Mb 的嵌入式存储器，小于1.5 W 的总功耗；Cyclone IV GX 器件提供高达八个3.125 Gbps高速收发器，用于大批量，成本敏感的应用如无线、有线、广播、工业，用户以及通信等行业。

本文介绍了Cyclone IV 器件系列主要特性，收发器通道框图以及Cyclone IV GX FPGA开发套件主要特性，框图，电路图和材料清单。

Altera 新的Cyclone®IV 系列FPGA 器件巩固了Cyclone 系列在低成本、低功耗FPGA 市场的领导地位，并且目前提供集成收发器功能的型号。

Cyclone IV 器件旨在用于大批量，成本敏感的应用，使系统设计师在降低成本的同时又能够满足不断增长的带宽要求。

Cyclone IV 器件系列是建立在一个优化的低功耗工艺基础之上，并提供以下两种型号：■Cyclone IV E- 最低的功耗，通过最低的成本实现较高的功能性■Cyclone IV GX- 最低的功耗，集成了3.125 Gbps 收发器的最低成本的FPGA Cyclone IV 器件集成了一个可选择的低成本收发器，在未影响性能的情况下，节省了功耗及成本。

针对无线、有线、广播、工业，用户以及通信等行业中的低成本的小型应用，Cyclone IV 器件无疑是最理想的选择。

Cyclone IV 器件系列主要特性：■低成本、低功耗的FPGA 架构：■6 K 到150 K 的逻辑单元■高达6.3 Mb 的嵌入式存储器■高达360 个18 ×18 乘法器，实现DSP 处理密集型应用■协议桥接应用，实现小于1.5 W 的总功耗■Cyclone IV GX 器件提供高达八个高速收发器以支持：■高达3.125 Gbps 的数据速率■8B/10B 编码器/ 解码器。

基于Altera Cyclone系列FPGA器件实现开发板的方案设计1 引言现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)的出现是超大规模集成电路(VISI)技术和计算机辅助设计(CAD)技术发展的结果。

FPGA器件集成度高、体积小，具有通过用户编程实现专门应用的的功能。

它允许电路设计者利用基于计算机的开发平台，经过设计输入、仿真、测试和校验，直到达到预期的效果。

利用FPGA可以大大缩短系统的研制周期，减少资金投入。

更吸引人的是采用FPGA器件可以将原来的电路板级产品集成为芯片级产品，从而降低了功耗，提高了可靠性，同时还可以很方便的对设计进行在线修改。

FPGA 器件成为研制开发的理想器件，特别适于产品的样机开发和小批量生产，因此人们也把FPGA称为可编程的ASIC。

可以断定FPGA在结构、密度、功能、速度和灵活性方面将得到进一步的发展。

随着工艺和结构的改进，FPGA的集成度将进一步提高，性能将进一步完善，成本将逐渐下降，在现代电子系统设计中将起到越来越重要的作用。

2 硬件电路设计及原理2.1 硬件电路整体结构本设计的开发板电路包括6个部分：下载电路、下载接口、FPGA、电源电路、和扩展接口。

其电路结构框图如下：2.1.1主芯片EPlC3T144C8Altera Cyclone系列FPGA是A1tera公司2003年9月份推出的，基于1.5v，O.13μm 工艺，Cyclone是一个性价比很高的FPGA系列。

其中EPlC3T144是Cyclone系列中的一员，共有2910逻辑单元，59904RAM bits，1个PLLs，最多有104个用户I/O，可以说这款FPGA的资源非常丰富，足够满足大型设计的需要。

本设计选用Altera公司的Cyclone系列芯片，芯片型号为EPlC3T144C8，因为该芯片是Altera公司推出的低价格、高容量的FPGA，其以较低的价格、优良的特性及丰富的片上资源在实际应用中被广泛的采用，这些都是其他同类产品无法相比的。

Version 13.1Altera 产品目录 • 2013 • 1Altera 提供最全面的可编程逻辑器件系列产品—FPGA 、SoC和CPLD结合软件工具，知识产权(IP)、嵌入式处理器、客户支持和技术培训。

Altera 产品的领导地位、卓越的价值以及优质的服务给您带来显著的优势。

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概述SoCSoC 将两个分立的器件合并成一个，从而降低了系统功耗和成本，减小电路板面积，同时提高了性能。

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最高带宽，最高密度的FPGA 集成收发器种类在片上设计整个系统均衡成本、功耗和性能的FPGA 集成收发器和处理器种类综合设计保护最低系统成本和功耗的FPGA 集成收发器和处理器种类最快的面市时间2 Altera 产品目录 • 2013 •2 1 所有数据在印刷时是正确的，可能会随时更改，恕不另行通知。

Altera FPGA开发说明（QuartusII 7.2 & ModelSim 6.5）By ccx于2010-11-22一、说明1、本例程中的代码是用Verilog编写的，但本文并不探讨Verilog本身。

推荐王金明的一本书作为入门书籍，既讲到了Verilog，也讲到了QuartusII 的使用，还探讨了Modelsim的使用（很难得地讲到了Test Bench的编写）。

2、QuartusII 7.2软件的文本编辑器不支持中文输入，Modelsim 6.5的编辑窗口也不尽如人意。

使用Notepad++（目前只支持Windows平台，方便易用）也可使用Gvim（陆博推荐，因为linux系统中也有对应的编辑工具）3、本例中的程序功能说明一个4位二进制计数器，显示到FPGA开发板（DE2-70）的4个LED上。

4、本例的验证平台为Altera公司的DE2-70开发板二、使用QuartusII 7.2和ModelSim 6.5进行Altera FPGA开发2.1、FPGA开发流程图2.2、建立QuartusII项目这里不讨论原理图输入法，也不讨论多个模块如何组织在1个顶层模块之下。

在建立项目之前，我已经编写好counter.v文件，并把它放在E:\counter目录下。

打开QuartusII软件，File→New Project Wizard…，可开始建立项目的流程。

2.2.1、向导介绍建立项目时要做的工作2.2.1、填写目录、项目名、top-level entity名注意：top-level entity需要正确填写，因为本例中只有一个模块counter，而且其为top-level entity，所以填写如下。

2.2.2、为项目添加文件2.2.3、选定器件Cyclone II系列，器件编号为EP2C70F896C6（可以网上搜索该器件号的意思）。

2.2.4、EDA工具设置默认即可，但可以留意Simulation一项，因为之后用ModelSim 6.5做时序仿真与它有关。

Altera公司是一家知名的半导体公司，致力于生产和销售可编程逻辑器件（PLD）和现场可编程门阵列（FPGA）等产品。

下面将列举Altera公司旗下的CPLD和FPGA产品，帮助大家更好地了解这家公司的产品线。

一、CPLD产品线1. MAX 7000系列MAX 7000系列是Altera公司推出的一款CPLD产品，具有低功耗、高性能和可编程性强的特点。

该系列产品广泛应用于通信、工业控制、汽车电子等领域，为客户提供了稳定可靠的解决方案。

2. MAX 9000系列MAX 9000系列是Altera公司的另一款CPLD产品，采用了先进的CMOS工艺和可编程逻辑单元，具有高密度、可靠性高的特点。

该系列产品在航空航天、国防安全、医疗设备等领域有着广泛的应用。

二、FPGA产品线1. Stratix系列Stratix系列是Altera公司旗下最为知名的FPGA产品之一，拥有高速、高密度、低功耗等特点，适用于需要大规模数据处理和高性能计算的应用场景。

该系列产品常用于人工智能、云计算、数据中心等领域。

2. Cyclone系列Cyclone系列是Altera公司针对中小规模应用市场推出的FPGA产品，具有低成本、低功耗、高性能等特点。

该系列产品在嵌入式系统、工业自动化、网络通信等领域有着广泛的应用。

3. Arria系列Arria系列是Altera公司旗下的高性能FPGA产品，具有高速、低功耗、灵活性强等特点，适用于需要高性能和灵活性的应用场景。

该系列产品在无线通信、高性能计算、高清视频等领域有着广泛的应用。

通过以上列举，我们可以看到Altera公司在CPLD和FPGA领域拥有丰富的产品线，为不同领域的客户提供了多样化的解决方案。

期待Altera在未来能够持续推出更多高性能、低功耗的PLD和FPGA产品，满足客户不断增长的需求。

Altera公司作为半导体行业的领军企业，一直以来致力于为全球各行业提供高性能、低功耗的可编程逻辑器件（PLD）和现场可编程门阵列（FPGA）产品。