Altera Stratix FPGA结构详解

"Altera可编程逻辑器件结构主要包括高端高密度FPGA的Stratix系列、低成本FPGA的Cyclone系列以及CPLD的MAX3000A和MAXII系列。Stratix系列FPGA基于1.5V、0.13微米全层铜SRAM工艺，提供高达114,140个逻辑元素（LEs）和10Mbit的RAM，内置多达28个DSP块，支持高速数字信号处理应用。" Altera的可编程逻辑器件结构设计独特，旨在满足不同领域的高性能和低功耗需求。Stratix系列作为高端高密度FPGA，其结构特点如下： 1. **器件概述**： Stratix系列FPGA采用先进的半导体制造工艺，提供极高的逻辑密度和内存容量。这些器件具备高效的DSP功能，适用于高性能滤波器和乘法器的设计，支持多种I/O标准，并具有完整的时钟管理解决方案。 2. **平面布局**： 设备的平面布局是优化性能和功耗的关键。平面布局考虑了逻辑单元、内存和互连资源的物理分布，确保了信号的快速传输和低延迟。 3. **逻辑阵列块（LAB）**： LAB是构成Stratix FPGA核心逻辑的基本模块，由多个逻辑单元（LE）组成，可以灵活配置以实现复杂的逻辑功能。LE是构建电路的基本构建块，包含了触发器、LUTs和其他基本逻辑门。 4. **互连线（Interconnect）资源**： 互连线资源负责连接各个逻辑单元，实现不同部分之间的通信。它们包括全局互连、分布式互连和专用互连，提供高度灵活性的布线方案。 5. **内嵌RAM块**： 内置的RAM块为实现数据存储提供了便利，可以高效地处理大量数据，特别适合于缓存和数据处理应用。 6. **时钟网络和锁相环（PLL）**： 时钟网络和锁相环是确保设备同步运行的关键。Stratix FPGA拥有层次化的时钟结构，可以实现高达420MHz的时钟频率，并提供多达12个PLL，支持灵活的时钟管理和相位调整。 7. **DSP块**： DSP块是专门针对数字信号处理设计的硬件加速器，包含高速乘法器和相关逻辑，能够执行高效的乘累加操作，大大提高了计算密集型应用的性能。 8. **I/O**： Stratix FPGA支持多种I/O标准，如LVDS、HSTL、SSTL等，能够适应各种接口需求，包括高速串行和并行接口。 Altera的Stratix系列FPGA通过其先进的结构和丰富的特性，为高性能计算、通信、图像处理等领域提供了强大的平台。无论是逻辑密集型的算法还是需要高速数据传输的应用，Stratix器件都能提供卓越的解决方案。同时，Cyclone系列和MAX3000A、MAXII系列则面向更广泛的市场，提供经济高效的PLD解决方案。