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Stratix IV FPGA:世界上密度最高的40-nm FPGA

在40-nm工艺节点,Strati® IV FPGA 提供最佳资源帮助您实现新一代高性能设计的集成。图 1 对比了 Stratix IV FPGA 系列中密度最高的器件和最相近的竞争器件。

图 1. Stratix IV 和最相近竞争 FPGA 资源对比

Figure 1. Stratix IV Resources Compared to Nearest Competing FPGA

Stratix IV FPGA 系列的两个器件型号;

  • Stratix IV E (增强型) FPGA:具有 680K LE, 22.4-Mbit RAM, 1,360 个 18 x 18 位乘法器。
  • Stratix IV GX (增强型带有收发器) FPGA :具有 530K 逻辑单元 (LE) 和 48 个全双工基于 CDR 的收发器,速率达到 8.5 Gbps 。

逻辑效率

Stratix IV FPGA 的内核架构基于创新的逻辑单元,即,自适应逻辑模块(ALM)。ALM 之所以在实现逻辑时效率非常高,是因为它的分段功能。图 2 所示为对一组 65 个客户设计进行的基准测试结果。标有 1 的水平黑线表示在这一点, Virtex-5 (LUT-FF 对 ) 和 Stratix IV (ALM) 的逻辑单元数量相等。结果表明:

  • ALM 平均比 Virtex-5 LUT-FF 对容纳的逻辑多 1.8 倍。对于大小相当的元件,Stratix IV FPGA 能够比最相近的竞争器件实现更多的逻辑。因此, Stratix IV EP4SE680 ( 带有 272440K ALM) 比 Virtex-5 XC5VLX330 (207,360 LUT-FF 对) 的逻辑多 2.4 倍。

2. Stratix IV ALM Virtex-5 LUT-FF 对逻辑容量基准测试

Figure 2. Stratix IV ALM vs. Virtex-5 LUT-FF Pair Logic Density Benchmark

ALM 分段功能使两个更小的独立功能可以在一个 ALM 中实现,而不是分开适配到两个 LE 中,浪费未能充分利用的资源。 Altera 的 Quartus ® II 软件自动利用这一特性,提高了设计效率,减少了利用不充分的资源。这为设计适配到小型器件中,并减少逻辑级以提高 fMAX 开辟了空间。

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