Cyclone/IV FPGA
La famiglia FPGA Cyclone® IV potenzia la leadership della serie FPGA Intel® Cyclone® fornendo FPGA a basso consumo energetico, con opzioni di ricetrasmettitore. Ideale per applicazioni con alti volumi e costo-sensibili, gli FPGA Cyclone® IV consentono di soddisfare le crescenti esigenze di larghezza di banda. La famiglia di prodotti è consigliata per applicazioni e design Edge-Centric
Vedi anche: Software di progettazione FPGA, Design Store, Download, Community, e SupportoCyclone/IV FPGA
FPGA Cyclone® IV GX
L'architettura consiste di un massimo di 150.000 elementi logici (LE) disposti verticalmente.
FPGA Cyclone® IV E
L'architettura consiste di un massimo di 115.000 elementi logici (LE) disposti verticalmente.
Vantaggi
Ottimizzazione dei costi del sistema
Tutti gli FPGA Cyclone® IV richiedono solo due alimentatori per funzionare, semplificando la tua rete di distribuzione elettrica e risparmiando sui costi, sullo spazio e sul tempo di progettazione della scheda. Con i ricetrasmettitori integrati nell'architettura Cyclone® IV FPGA, otterrete una progettazione e un'integrazione della scheda semplificate. Inoltre, la flessibilità dell'architettura di clock del ricetrasmettitore permette di implementare più protocolli mentre si utilizzano pienamente tutte le risorse disponibili del ricetrasmettitore. L'integrazione e la flessibilità dell'FPGA Cyclone® IV GX permettono di progettare in un dispositivo più piccolo e a costi ottimizzati, abbassando i costi totali del sistema.
Riduzione del consumo energetico
Costruito sulla base di un processo a basso consumo a 60 nm, FPGA Cyclone® IV E potenzia la leadership in materia di basso consumo della precedente generazione di FPGA Cyclone® III. FPGA Cyclone® IV E riduce la potenza del core, abbassando così la potenza totale del 25% rispetto al suo predecessore. Con FPGA ricetrasmittente Cyclone® IV GX, è possibile costruire un bridge da PCI Express* a Gigabit Ethernet con meno di 1,5 watt.
FPGA Cyclone® IV di Intel è ottimizzato per un minimo consumo energetico, consentendo di gestire meglio i requisiti termici. Di conseguenza, è possibile ridurre o eliminare i costi di raffreddamento del sistema e anche estendere la durata della batteria per le applicazioni portatili.Consumo energetico degli FPGA Cyclone® IV
La famiglia FPGA Cyclone® IV dimostra la leadership di Intel nella fornitura di FPGA efficienti dal punto di vista energetico. Grazie all'architettura e ai chip evoluti, alla tecnologia avanzata di processo dei semiconduttori e agli strumenti di gestione dell'alimentazione, il consumo energetico di FPGA Cyclone® IV è stato ridotto fino al 25% rispetto ai precedenti FPGA Cyclone® III.
La figura seguente mostra il consumo energetico statico dei dispositivi Cyclone® IV E alla temperatura di giunzione di 85 °C. Il più piccolo dispositivo Cyclone® IV EP4CE6 consuma solo 38 mW a 85 °C, mentre quello più grande, Cyclone® IV EP4CE115, consuma solo 163 mW di potenza statica a 85 °C.Vantaggi del basso consumo energetico
La riduzione del consumo energetico dei dispositivi logici programmabili comporta grandi vantaggi per molte applicazioni. Tuttavia, il minor consumo energetico è solo una delle caratteristiche del consumo del sistema. La seguente immagine mostra che FPGA GX Cyclone® IV abbassa il consumo energetico mediamente del 30%.
Ottimizzazione del silicio e architetturali
La corrente statica può salire notevolmente con il processo dei semiconduttori sub-micron se non vengono impiegate strategie di riduzione della potenza. Il consumo di corrente statica aumenta nelle tecnologie di processo submicron soprattutto a causa dell'aumento della corrente di perdita sotto soglia.
Impiegando una tecnologia di processo a bassa potenza (LP) tradizionalmente usata dai maggiori produttori di semiconduttori per le componenti dei portatili, Intel ha minimizzato la corrente di perdita per una bassa potenza statica. Le forme geometriche più piccole rese possibili da questo processo avanzato, combinate con le ottimizzazioni dell'architettura, permettono a FPGA Cyclone® IV di mantenere il consumo energetico dinamico e statico al minimo. I miglioramenti del processo e dell'architettura che Intel impiega con FPGA Cyclone® IV includono l'uso di dielettrici a basso indice K, lunghezze variabili dei canali e spessori di ossido, nonché tensioni di soglia multiple dei transistor.Stima e analisi accurate del consumo energetico
Intel supporta la stima e l'analisi della potenza, dal concetto di progettazione fino all'implementazione, con gli strumenti di progettazione della gestione della potenza più precisi e completi. Intel offre una stima della potenza del chip fino a 125 °C nel caso peggiore per le famiglie FPGA a basso costo in tutta la gamma di strumenti. Intel offre le seguenti risorse di stima e analisi della potenza:
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Stima iniziale di potenza di Cyclone® IV.Tecnologia di analisi e ottimizzazione della potenza Intel® Quartus® Prime.Centro risorse per la gestione della potenza.
Intel utilizza più di 5.000 diverse configurazioni di test per misurare la potenza dei singoli componenti all'interno di un FPGA della serie Intel® Cyclone®. Ogni configurazione si concentra sulla misurazione di un singolo componente del circuito dell'FPGA in una configurazione specifica.
Ottimizzazione della potenza di Intel® Quartus® Prime
I dettagli sull'implementazione del progetto possono migliorare le prestazioni, ridurre l'area e ridurre la potenza. Storicamente, le prestazioni e i compromessi di area sono stati automatizzati all'interno del livello di trasferimento del registro (RTL) attraverso il flusso di progettazione del luogo e del percorso.
Gli strumenti di ottimizzazione della potenza del software Intel® Quartus® Prime utilizzano automaticamente le capacità dell'architettura FPGA Cyclone® IV per ridurre fino al 25% il consumo dinamico di energia rispetto al precedente FPGA Cyclone® III.Il software di sviluppo Intel® Quartus® Prime dispone di molte ottimizzazioni automatiche della potenza che sono trasparenti per il designer, ma forniscono un utilizzo ottimale dell'architettura FPGA per minimizzare la potenza. Ad esempio, con il software Intel® Quartus® Prime puoi:
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Trasformare i principali blocchi funzionali.
Mappare le RAM degli utenti in modo che utilizzino meno energia.Ristrutturare la logica per ridurre la potenza dinamica.Selezionare correttamente gli ingressi logici per ridurre al minimo la capacità sulle reti ad alta commutazione.Ridurre l'area e la necessità di cablaggio per la logica del core per minimizzare la potenza dinamica nel routing.Modificare il collocamento per ridurre la potenza di clock.
Consumo di corrente statica tipico Cyclone® IV E
Risparmio energetico del sistema utilizzando FPGA GX Cyclone® IV
La combinazione di una maggiore integrazione e di un FPGA Cyclone® IV GX a basso consumo si traduce in vantaggi significativi a livello di sistema per una varietà di applicazioni:
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Dispositivi a batteria portatili o palmari.Spazio limitato e altri ambienti termicamente impegnativi.Applicazioni price-sensitive in cui i sistemi di raffreddamento non sono efficaci in termini di costo.
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