ALTERA FPGA选型指南：MAXII系列解析

“芯片选型指导-FPGA设计基础” 在电子设计领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种高度灵活的集成电路，允许设计者根据需求配置其内部逻辑资源。本指导聚焦于FPGA芯片的选型，特别是ALTERA公司的MAX II系列，这是新一代的PLD（Programmable Logic Device，可编程逻辑器件）产品，适用于各种复杂和简单的逻辑应用。 首先，MAX II系列采用先进的0.18微米闪存工艺，这使得它在2004年推出时就具有了显著的技术优势。该系列的一个重要特点是配置芯片集成在内部，因此在上电时就能立即工作，无需外部配置存储器。此外，MAX II系列提供了一片8Kbits的串行EEPROM，增加了额外的功能，如存储配置数据或实现某些特定的应用功能。 MAX II系列有多个型号，包括EPM240/G、EPM570/G、EPM1270/G和EPM2210/G，它们在逻辑单元（LE）、等效宏单元（Macrocell）、用户I/O端口数量以及内置Flash大小方面有所不同。这些型号分别提供240、570、1270和2210个逻辑单元，对应的等效宏单元数量分别为192、440、980和1700个，以及不同数量的I/O引脚。这些差异决定了它们在不同应用中的适用性。例如，EPM240/G适合小型项目，而EPM2210/G则适用于需要大量逻辑资源的复杂设计。值得注意的是，MAX II系列有2.5V和3.3V两种内核电压选项，G系列则采用1.8V内核电压，以满足低功耗需求。 在选择FPGA时，性能和成本的平衡是关键考虑因素。尽管MAX II系列性价比高且预计在未来几年内将是主流，但对于只需要少量逻辑单元的简单应用，选择小容量的EPM3000A系列芯片会更为经济。EPM3000A系列针对低复杂度设计，可以有效地减少成本而不牺牲太多功能。 在开发工具方面，ALTERA提供了全面的软件支持，包括MAX+PLUS II（已逐渐被Quartus II取代）、Quartus II（Altera的新一代FPGA/PLD开发软件）、SOPCBuilder（用于集成CPU的FPGA开发）和DSPBuilder（用于快速完成数字信号处理的FPGA实现）。Quartus II是目前的主要开发环境，支持原理图输入、硬件描述语言（HDL）编程、波形仿真、时间分析以及编程下载。它还能够与Modelsim等第三方仿真工具集成，以提供更强大的仿真能力。 FPGA芯片的选型需基于项目的需求，包括所需的逻辑资源、I/O数量、功耗限制以及成本预算。同时，配套的开发工具和软件支持也是决定选用某一特定FPGA的重要考量。ALTERA的MAX II系列结合其强大的开发工具，为设计者提供了丰富的选择，以适应不同层次的工程应用。