高达130K的等价逻辑单元(LE)和超过6.7 Mbits的嵌入式RAM,Altera Stratix® II GX 器件系列是业界速度最快的FPGA,具有充足的逻辑资源。Stratix II GX器件逻辑单元数量是Stratix GX器件的三倍多,其创新逻辑结构支持更高的性能和逻辑效率。采用目前最先进的90nm制造工艺,与Stratix和Stratix GX器件相比,Stratix II GX FPGA新的逻辑结构将性能提高了50%,而逻辑资源节省了25%。表1列出了Stratix II GX FPGA的密度和资源。
| 表1. Stratix II密度和资源 | ||||||
| 器件 | 自适应逻辑模块 (ALM) | 自适应查找表 (LUT) | 等价LE | 存储器总位数 | 18x18 乘法器 | 锁相环(PLL) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| EP2SGX30C/D | 13,552 | 27,104 | 33,880 | 1,369,728 | 64 | 4 |
| EP2SGX60C/D/E | 24,176 | 48,352 | 60,440 | 2,544,192 | 144 | 8 |
| EP2SGX90E/F | 36,384 | 72,768 | 90,960 | 4,520,448 | 192 | 8 |
| EP2SGX130G | 53,016 | 106,032 | 132,540 | 6,747,840 | 252 | 8 |
创新的逻辑单元结构
Stratix II GX器件采用非常灵活的自适应逻辑模块(ALM),可实现最优的逻辑效率和性能(如图1所示)。单个ALM的输入针对两个输出功能,进行灵活的划分,使宽输入功能能够快速运行,而窄输入功能能够高效利用剩余资源。
图1. Stratix II GX ALM

图1. Stratix II GX ALMStratix II GX 手册和Stratix II 手册列出了Stratix II GX更多的配置信息。
| 表2. Stratix II GX密度和资源 | |
| 配置 | 说明 |
|---|---|
| 自适应LUT | 两功能组合模式,根据输入共享的情况,每个可达到6输入。包括第一代Stratix器件的两个4输入后向兼容模式。 |
| 扩展LUT | 可选7输入功能的兼容模式。 |
| 算法 | 4输入LUT算法功能。 |
| 算法共享 | 一个进位链上的3数字算法功能。 |
对LUT输入的扩展和共享功能使每个Stratix II GX ALM在实现等价功能上,能够比传统的4输入LUT容纳更多的逻辑资源。Stratix II GX ALM更高的逻辑容量不但减少了对全部逻辑资源的占用,而且还降低了对平均布线资源的占用(如图2所示)。
高密度FPGA占用了更多的平均布线资源,从而增加了寄存器至寄存器的总延时。随着设计规模的扩大,布线延时成为寄存器至寄存器总延时的主要因素。对于100K LE以上的设计,布线延时占了总延时的80%。Stratix II GX器件降低了最主要的内核延时,并提高时钟频率,从而解决了这一问题。
图2. Stratix II GX器件减少了对平均布线资源的占用

ALM性能优势
Stratix II GX ALM远远超过了传统的4输入LUT结构,扩展了逻辑容量,可高效构建任何5、6或者7输入逻辑功能。ALM提供更多的输入实现更多的功能,通过以下措施,Stratix II GX逻辑结构性能平均提高了50%,效率平均提高了25%:
- 降低全部组合逻辑所需的逻辑等级数量
- 减少实现4输入LUT所需的额外可编程布线资源
- 减少对通用布线资源的占用
