EP3SL50F780I3 Stratix III FPGA

EP3SL50F780I3 Stratix III FPGA - унифицированное техническое руководство для инженеров

Расшифровка номера детали

Поле	Значение
EP	Префикс семейства ПЛИС Intel (Altera)
3S	Поколение Stratix III, техпроцесс 65 нм
L50	Оптимизированный по логике вариант, ≈47,5 k LE
F780	780-контактный FineLine BGA, шаг 1,0 мм
I	Промышленная температура -40 °C до 100 °C
3	Самый быстрый коммерческий класс скорости (-3)

Технические характеристики ядра

Параметр	Значение	Примечания
Элементы логики	47 500 LE	≈19 000 АЛМ, 4-входовые LUT
Встроенная память	2,08 Мбит	M9K блоков, с поддержкой ECC
Блоки ЦОС	92 × 18×18	Возможность каскадирования до 36×36
PLLs	8	Дробь-N, динамический фазовый сдвиг
Пользовательский ввод/вывод	488 макс.	24 банка, мультистандарт
Напряжение сердечника	1,1 В ± 3 %	2,5 В / 3,3 В Банки ввода/вывода
Снижение мощности	≈50 % статический	Регулировка мощности на каждом блоке

Основные моменты архитектуры

Ткань ALUT: Каждый адаптивный логический модуль (ALM) содержит 4-входовую LUT плюс два сумматора, что позволяет реализовать 6-входовые функции или две 4-входовые функции, повышая коэффициент использования на ≈20 % по сравнению с фиксированной конструкцией LUT-4.
Колонка DSP: Блоки полу-DSP работают на частоте 550 МГц в 18-, 36- или 54-битном режимах; каскадные цепи поддерживают FIR-фильтры > 256 отводов без маршрутизации в ткани.
Часы: Глобальные, региональные и периферийные сети обеспечивают производительность до 550 МГц; динамический сдвиг фазы для синхронных линий с источником.
Банки ввода/вывода: Восемь банков с независимыми V_CCIO и автоматическая калибровка заделки на кристалле (OCT); группы DQS поддерживают DDR3-800.

Руководства по проектированию печатных плат и питания

Упаковка: 29 мм × 29 мм FineLine BGA, шаг 1,0 мм; рекомендуется использовать 8-слойную плату с вставками для вывода всех 488 пользовательских шариков.
Развязка: 0,1 мкФ X7R на каждый вывод питания плюс 10 мкФ объемный; целевой импеданс 10 мОм на частоте 100 МГц.
Секвенирование: Ядро 1,1 В до 2,5 В; плавный пуск 50 мс для предотвращения отключения. Модули Intel Enpirion 10 A являются проверенными компаньонами.
Термальный: θ_JA ≈ 11 °C/Вт неподвижного воздуха; воздушный поток 200 LFM или 25 мм радиатор при температуре окружающей среды выше 70 °C.

Поток инструментов и верификация

Quartus II 9.0+ / Prime Lite: Включите "Power-Driven Compilation" и "Physical Synthesis for Performance", чтобы превысить 200 МГц в проектах с большим количеством DSP.
SignalTap II: Глубина выборки 2 кБ при частоте 250 МГц достаточна для отладки большинства машин состояния.
ModelSim-Altera 6.6b+: Предварительно скомпилированные библиотеки Stratix III сокращают время настройки до < 2 мин.
JTAG: Файл BSDL поддерживает IEEE 1532 ISP и обновление прошивки в режиме реального времени.

Типовые применения

Домен	Use-Case	Характеристика Леверидж
Машинное зрение	1080p60 обнаружение краев	92 блока ЦОС + LVDS вход/выход
SDR Baseband	2×2 MIMO DUC/DDC	550 МГц MACs + детерминированный PLL
Промышленное движение	8-осевой контур сервопривода	488 входов/выходов + промышленный температурный режим
Канальная плата ATE	Генератор узоров	SSTL-15, OCT

Снимок кросс-вендора

Поставщик	Устройство	Логика (kLE)	DSP (18×18)	Серверы (Гбит/с)	Узел (нм)
Интел	EP3SL50F780I3	47.5	92	-	65
Интел	10AX027H2F34I2SG	27	96	17.4	20
Xilinx	XC7K70T-2FBG676I	65	240	12.5	28

Выбирайте EP3SL50, когда устаревшие цепочки поставок по нормам 65 нм и проверенная временем надежность промышленного класса перевешивают необходимость в высокоскоростных приемопередатчиках.

Подводные камни и их устранение

Закрытие тайминга: Включите функцию "Perform Register Duplication" для частот > 300 МГц.
Конфигурация Flash: Используйте EPCQ16A или больше; в EPCS отсутствует сжатие битового потока.
Горячее гнездо: Ограничьте вход/выход максимальным напряжением 3,6 В во время установки.