【1. Cyclone IV器件数据表2013年5月CYIV-53001-1.7CYIV-53001-】,IC型号EP4CE40F23C8N,EP4CE40F23C8N PDF资料,EP4CE40F23C8N经销商,ic,电子元器件-51电子网

1. Cyclone IV器件数据表

2013年5月

CYIV-53001-1.7

本章介绍了电气和开关特性旋风

设备。电特性包括操作条件和动力

消费。开关特性包括收发器的规格，核心，

外围表现。本章还介绍了I / O定时，包括

可编程I / O单元（IOE ）延迟和可编程输出缓冲延迟。

本章包括以下几个部分：

■

1-1页上的“工作条件”

“功耗” 1-16页

“开关特性”第1-14页

“ I / O时序” 1-37页

1-37页的“词汇表”

工作条件

当Cyclone IV器件是在一个系统中实现的，它们是根据一额定

设置定义的参数。保持尽可能高的性能和

的Cyclone IV器件的可靠性，必须考虑操作要求

本章中介绍。

Cyclone IV器件提供商用，工业提供的，扩展工业级和，

汽车牌号。 Cyclone IV E器件提供-6 （速度最快）， -7 ， -8 ， -8L和-9L速度

牌号为商用设备， -8L速度等级为工业设备，和-7速度

等级为扩展工业和汽车设备。 Cyclone IV GX器件提供

-6 （速度最快）， -7 ， -8速度等级的商用设备和-7速度等级

工业设备。

有关支持的速度等级为各自的Cyclone IV的更多信息

设备，指的是

的Cyclone IV FPGA器件系列概述

篇章。

Cyclone IV E器件均提供了1.0和1.2 V的Cyclone IV E内核电压

与1.0 V的核心电压器件连接到速度等级为“L”字头。

在本章中，与工作温度范围相关联的前缀被附加到

速度等级;商业用一个“ C”字头，工业用“I”前缀，

汽车有“A”字头。因此，商用设备被表示为C6，C7，

C8 ， C8L ，或C9L每个各自的速度等级。工业设备表示为I7 ， I8 ，

或I8L 。汽车电子设备表示为A7 。

是Altera公司的商标，并在美国专利和商标局以及其他国家注册。确定为所有其他专有

商标或服务标记均为其各自所有者的财产在描述

www.altera.com/common/legal.html 。

Altera保证其性能

半导体产品当前规范下与Altera标准质保一致，但是保留随时更改产品的权利，并

在不另行通知的服务。 Altera不承担由此产生的任何信息，产品或服务的应用或使用不承担任何责任或法律责任

除非与Altera公司明确书面同意，本文所述。 Altera公司建议客户依靠之前的器件规范的最新版本

任何公开信息及订货对产品或服务之前。

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9001:2008

Cyclone IV器件手册，

第3卷

2013年5月

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1–2

第1章： Cyclone IV器件数据表

工作条件

的Cyclone IV E器件工业I7提供具有扩展的工作温度

范围内。

绝对最大额定值

绝对最大额定值定义最大操作条件对Cyclone IV

设备。该值是基于与所述设备进行的实验和

的故障和损坏机理的理论模型。该功能

该装置的操作没有在这些条件暗示。

表1-1

列出的绝对

对于Cyclone IV器件的最大额定值。

超出所列条件

表1-1

对器件造成永久性损坏。

此外，在长时间的绝对最大额定值的设备操作

的时间在设备上的不良影响。

表1-1 。对于Cyclone IV器件的绝对最大额定值

(1)

符号

CCINT

CCA

CCD_PLL

CCIO

CC_CLKIN

CCH_GXB

CCA_GXB

CCL_GXB

OUT

英镑

参数

核心电压， PCI Express的

（的PCIe

）硬核IP

块，和收发器物理编码子层

（ PCS ）电源

相

锁相环（PLL ），模拟电源

PLL数字供电

I / O组电源

差分时钟输入引脚供电

收发器输出缓冲器的电源

收发器物理介质附加（ PMA ）

和辅助电源

收发器PMA和辅助电源

直流输入电压

直流输出电流，每个引脚

储存温度

工作结温

民

–0.5

–25

–65

–40

最大

1.8

3.75

4.5

3.75

4.5

3.75

1.8

4.2

150

125

单位

°C

注意

表1-1：

（ 1 ）电源电压规格适用于电压的器件引脚采取相对于地面上，而不是在读

电源。

最大允许的过冲或下冲电压

在转换过程中，输入信号可能会过冲，以示出的电压

表1-2

和

下冲至-2.0 V的电流小于100 mA和对时间的幅度

短于20纳秒。

表1-2

列出了所允许的最大输入电压的过冲和

过冲电压作为在器件的寿命的百分比的持续时间。

允许的最大过冲的持续时间被指定为高的时间百分比

在器件的寿命。

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第3卷

2013年5月

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第1章： Cyclone IV器件数据表

工作条件

1–3

一种直流信号相当于100 ％的占空比。例如，一个信号，即过冲，以

4.3V的只能是在4.3V，超过该装置的寿命为65％ ;对于一个器件寿命

10年，这相当于一年65 /十分之。

表1-2。最大允许的过冲在转换过程中，在10

一年的时间框架

Cyclone IV器件

符号

参数

条件（ V）

= 4.20

= 4.25

= 4.30

AC输入

电压

= 4.35

= 4.40

= 4.45

= 4.50

= 4.55

= 4.60

过冲持续时间为％高时间

100

单位

图1-1

示的方法来确定过冲的持续时间。该

冲电压显示为红色时，其存在于所述的Cyclone IV的输入引脚

设备超过4.3V，但低于4.4 V.从

表1-2 ，

为4.3 V，则过冲

高时间过冲百分比可高达65 ％，超过10年的时间。

高时间百分比的计算公式为（δ T] / T ） × 100。这10年间

假定该设备始终开启，100％的I / O触发率和50％的税

周期的信号。对于较低的I / O触发率和情况，即该设备处于闲置

状态，寿命增加。

图1-1 。 Cyclone IV器件超调时间

4.4 V

4.3 V

3.3 V

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1–4

第1章： Cyclone IV器件数据表

工作条件

推荐工作条件

本节列出了AC和DC参数的功能操作范围

Cyclone IV器件。

表1-3

和

表1-4

列出的稳态电压和电流

从的Cyclone IV E和Cyclone IV GX器件的预期值。所有的系统必须

严格单调无高原。

表1-3 。推荐工作条件Cyclone IV E器件

(1),

符号

参数

电源电压为内部逻辑，

1.2 -V操作

电源电压为内部逻辑，

1.0 -V操作

电源电压为输出缓冲器，

3.3 V操作

电源电压为输出缓冲器，

3.0 V操作

电源电压为输出缓冲器，

2.5 V工作电压

电源电压为输出缓冲器，

1.8 V工作电压

电源电压为输出缓冲器，

1.5 V工作电压

电源电压为输出缓冲器，

1.2 -V操作

CCA

(3)

(2)

（第2部1 ）

民

1.15

0.97

3.135

2.85

2.375

1.71

1.425

1.14

2.375

1.15

0.97

–0.5

–40

50 s

典型值

1.2

1.0

3.3

2.5

1.8

1.5

1.2

2.5

1.2

1.0

—

最大

1.25

1.03

3.465

3.15

2.625

1.89

1.575

1.26

2.625

1.25

1.03

3.6

CCIO

100

125

50毫秒

3毫秒

单位

°C

—

条件

—

用于商业用途

工业用

扩展温度

(5)

对于汽车使用

标准的上电复位

（POR）

(6)

快速POR

(7)

CCINT

(3)

CCIO

(3), (4)

供应（模拟）电压PLL

调节器

供应（数字）电压PLL ，

1.2 -V操作

供应（数字）电压PLL ，

1.0 -V操作

输入电压

输出电压

CCD_PLL

(3)

工作结温

坡道

电源斜坡时间

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第3卷

2013年5月

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第1章： Cyclone IV器件数据表

工作条件

1–5

表1-3 。推荐工作条件Cyclone IV E器件

(1),

符号

二极管

参数

直流电流的幅值在整个

PCI -钳位二极管时启用

条件

—

(2)

（ 2/2 ）

民

—

典型值

—

最大

单位

注释

表1-3 ：

（ 1 ）的Cyclone IV E 1.0 V核心电压的设备只支持C8L ， C9L和I8L速度等级。的Cyclone IV E 1.2 V核心电压设备只支持

C6 ， C7 ， C8 ， I7和A7速度等级。

(2) V

CCIO

所有的I / O设备的银行工作期间必须启动。所有

VCCA

引脚必须供电，以2.5 V （即使不使用锁相环）

并且必须加电并断电的同时。

(3) V

必须上升单调。

(4) V

CCIO

权力的所有输入缓冲器。

（ 5 ）设备支持扩展的工作结温的I7高达125° C（通常范围为-40 ° C至100 ° C）。当在使用I7设备

扩展结温度范围为-40 ° C至125°C ，在Quartus设计时选择C8作为目标设备

II软件。在I7

器件满足所有C8定时规范的时候I7设备使用超过100℃到125 ℃。

（ 6 ）上电复位时的标准POR范围在50至200毫秒。每个单独的电源必须达到建议的工作范围

在50毫秒内。

（ 7 ）上电复位时间快速POR范围9 3至毫秒。每个单独的电源必须达到在推荐工作范围

3毫秒。

表1-4 。推荐工作条件Cyclone IV GX器件（共2个第1部分）

符号

CCINT

CCA

(3)

参数

核心电压， PCIe硬核IP模块，以及

收发器PCS电源

PLL模拟电源

PLL数字供电

3.3 I / O插槽电源

手术

3.0 I / O插槽电源

手术

2.5 I / O插槽电源

手术

1.8 I / O插槽电源

手术

1.5 I / O插槽电源

手术

1.2 I / O插槽电源

手术

差分时钟输入引脚电源

供应3.3

V操作

差分时钟输入引脚电源

供应3.0

V操作

条件

—

民

1.16

2.375

1.16

3.135

2.85

2.375

1.71

1.425

1.14

3.135

2.85

2.375

1.71

1.425

1.14

典型值

1.2

2.5

1.2

3.3

2.5

1.8

1.5

1.2

3.3

2.5

1.8

1.5

1.2

最大

1.24

2.625

1.24

3.465

3.15

2.625

1.89

1.575

1.26

3.465

3.15

2.625

1.89

1.575

1.26

单位

(1), (3)

CCD_PLL

(2)

CCIO

(3), (4)

CC_CLKIN

(3), (5), (6)

差分时钟输入引脚电源

供应2.5

V操作

差分时钟输入引脚电源

供应1.8

V操作

差分时钟输入引脚电源

供应1.5

V操作

差分时钟输入引脚电源

供应1.2

V操作

2013年5月

Altera公司。

Cyclone IV器件手册，

第3卷

1.的Cyclone IV FPGA器件系列

概观

2013年5月

CYIV-51001-1.8

Altera新的旋风

IV FPGA系列器件扩展了Cyclone FPGA系列

在为市场提供成本最低，功耗最低的FPGA ，现在领导

收发器变种。 Cyclone IV器件是针对大批量，成本敏感

应用，使系统设计人员能够满足不断增长的带宽需求

同时降低成本。

Cyclone IV器件系列建立在一个优化的低功耗工艺，提供了

下面的两个变种：

■

的Cyclone IV E -最低功耗，高功能用最低的成本

的Cyclone IV GX-最低功耗和最低成本的FPGA 3.125 Gbps的

收发器

Cyclone IV E器件提供1.0 V和1.2 V核心电压

欲了解更多信息，请参阅

对于Cyclone IV器件电源要求

篇章。

提供电力和成本节约，而不会牺牲性能，以及一个

低成本的集成收发器选项， Cyclone IV器件非常适用于低成本，

小尺寸应用在无线，固网，广播，工业，

消费和通讯行业。

Cyclone IV器件系列特性

Cyclone IV器件系列提供了以下功能：

■

低成本，低功耗FPGA架构：

■

6K至150K逻辑单元

高达6.3 Mb的嵌入式存储器

多达360个18× 18乘法器为DSP处理密集的应用程序

协议桥接应用下1.5瓦总功率

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商标或服务标记均为其各自所有者的财产在描述

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Altera保证其性能

半导体产品当前规范下与Altera标准质保一致，但是保留随时更改产品的权利，并

在不另行通知的服务。 Altera不承担由此产生的任何信息，产品或服务的应用或使用不承担任何责任或法律责任

除非与Altera公司明确书面同意，本文所述。 Altera公司建议客户依靠之前的器件规范的最新版本

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Cyclone IV器件手册，

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2013年5月

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1–2

第1章：的Cyclone IV FPGA器件系列概述

Cyclone IV器件系列特性

■

Cyclone IV GX器件提供了多达八个的高速收发器，提供：

■

数据传输速率高达3.125Gbps

8B / 10B编码器/解码器

8位或10位的物理介质连接（PMA ）到物理编码子层

（ PCS）的接口

字节串行器/解串器（ SERDES ）

字对齐

速率匹配FIFO

TX位拖鞋的通用公共无线电接口（ CPRI ）

电气闲置

动态信道重配置允许您更改数据速率和

上的即时协议

静态均衡和预加重了优异的信号完整性

每通道功耗150毫瓦

灵活的时钟架构，支持多种协议在一个单一的收发器

块

■

Cyclone IV GX器件提供了专用的硬核IP的PCI Express （ PIPE ）（ PCIe）的

创1：

■

×1，× 2 ，和×4通道配置

终点和根端口配置

多达256字节的有效载荷

一个虚拟信道

2 KB的缓冲区重试

4 KB接收器（RX ）缓冲器

■

Cyclone IV GX器件提供了一个广泛的协议支持：

■

的PCIe （ PIPE ）创1 × 1 ， × 2和× 4 （ 2.5 Gbps）的

千兆位以太网（ 1.25 Gbps）的

CPRI （高达3.072 Gbps）的

XAUI （ 3.125 Gbps）的

三倍速率串行数字接口（SDI ）（高达2.97 Gbps）的

串行RapidIO （ 3.125 Gbps）的

基本模式（高达3.125Gbps ）

V型由一体（高达3.0 Gbps）的

DisplayPort的（ 2.7 Gbps）的

串行高级技术附件（SATA）（最高3.0 Gbps）的

OBSAI （高达3.072 Gbps）的

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2013年5月Altera公司

第1章：的Cyclone IV FPGA器件系列概述

设备资源

1–3

■

多达532个用户I / O的

■

LVDS接口高达840 Mbps的发射器（Tx ）， 875 Mbps的接收

支持DDR2 SDRAM接口高达200 MHz

支持QDRII SRAM和DDR SDRAM高达167 MHz的

■

高达每设备8个锁相环（ PLL）的

提供商用和工业温度级

设备资源

表1-1

列出的Cyclone IV E器件资源。

表1-1 。对Cyclone IV E器件系列资源

EP4CE115

114,480

3,888

266

528

EP4CE10

EP4CE15

EP4CE22

EP4CE30

EP4CE40

EP4CE55

EP4CE75

75,408

2,745

200

426

EP4CE6

6,272

270

(1)

资源

逻辑单元（LE ）

嵌入式存储器

（千位）

嵌入式18 × 18

乘

通用的PLL

全局时钟网络

用户I / O插槽

最大用户I / O

注意

表1-1：

10,320

414

179

15,408

504

343

22,320

594

153

28,848

594

532

39,600

1,134

116

532

55,856

2,340

154

374

179

（ 1 ） I / O的从引脚输出的文件数，用户包括所有通用I / O，专用时钟引脚和两用配置管脚。收发器

销和专用配置管脚不包括在管脚数。

2013年5月

Altera公司。

Cyclone IV器件手册，

第1卷

1–4

第1章：的Cyclone IV FPGA器件系列概述

设备资源

表1-2

列出的Cyclone IV GX器件资源。

表1-2。对Cyclone IV GX器件系列资源

EP4CGX110

EP4CGX150

EP4CGX15

EP4CGX22

EP4CGX30

EP4CGX50

EP4CGX75

(1)

(2)

(3)

资源

逻辑单元（LE ）

嵌入式存储器（千位）

嵌入式18 × 18乘法器

通用的PLL

多用途锁相环

全局时钟网络

高速收发器

(6)

14,400

540

(5)

21,280

756

(5)

29,440

1,080

(5)

29,440

1,080

(4)

(5)

49,888

2,502

140

(4)

(5)

73,920

4,158

198

(4)

(5)

109,424

5,490

280

(4)

(5)

149,760

6,480

360

(4)

(5)

2.5

(7)

2.5

(7)

2.5

(7)

3.125

(8)

3.125

(8)

3.125

(8)

3.125

(8)

3.125

(8)

收发器最大数据速率

（Gbps）的

的PCIe （ PIPE ），硬核IP模块

用户I / O插槽

最大用户I / O

注释

表1-2 ：

(9)

150

290

310

475

（ 1 ）适用于F169和F324封装。

（2）适用于在F484包。

（ 3 ）只有两个多用途PLL用于F484封装。

（4 ）两个通用的PLL能够支持收发器时钟。欲了解更多信息，请参阅

时钟网络和PLL的

Cyclone IV器件

篇章。

（ 5 ）您可以使用多功能PLL用于通用时钟时，他们不使用时钟收发器。欲了解更多信息，请参阅

对

时钟网络与PLL的Cyclone IV器件

篇章。

（ 6 ）若的PCIe

可以使用剩余的收发信机中的一个四边形，在相同或不同的数据速率的其它协议。

（ 7 ）包括一个配置I / O库和2个专用时钟输入I / O银行HSSI参考时钟输入。

（ 8 ）包括一个配置I / O插槽和四个专用时钟输入I / O组的HSSI参考时钟输入。

（ 9 ）的I / O从引脚输出的文件数，用户包括所有通用I / O，专用时钟引脚和两用配置管脚。收发器

销和专用配置管脚不包括在管脚数。

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2013年5月Altera公司

(3)

包装矩阵

表1-3

列出的Cyclone IV E器件封装产品。

表1-3 。套餐奉献的的Cyclone IV E器件系列

(1),

包

尺寸（mm ）

间距（mm ）

用户I / O

设备

EP4CE6

EP4CE10

EP4CE15

EP4CE22

EP4CE30

EP4CE40

EP4CE55

EP4CE75

EP4CE115

E144

22 × 22

0.5

用户I / O

(3)

(2)

第1章：的Cyclone IV FPGA器件系列概述

包装矩阵

用户I / O

—

532

374

426

528

(3)

LVDS

—

165

—

179

165

153

—

179

165

153

—

193

—

328

324

292

—

124

132

110

—

343

—

328

324

292

280

—

137

—

124

132

110

103

—

224

160

178

230

注释

表1-3 ：

（ 1） E144封装具有在封装底部的裸露焊盘。该露出焊盘为接地焊盘必须被连接到印刷电路板的接地平面。使用电动此裸露焊盘

连接，而不是热的目的。

（ 2 ）使用PIN迁移View窗口在Quartus II软件的引脚规划器来验证引脚兼容的迁移，当你执行设备迁移。欲了解更多信息，请参阅

I / O

管理

在量2章

Quartus II手册。

（ 3 ）这既包括专门的模拟和LVDS双。欲了解更多信息，请参阅

在Cyclone IV器件的I / O特性

篇章。

Cyclone IV器件手册，

第1卷

LVDS

(3)

2013年5月

Altera公司。

M164

8×8

0.5

M256

9x9

0.5

U256

14 × 14

0.8

F256

17 × 17

1.0

F324

19 x 19

1.0

U484

19 × 19

0.8

F484

23 × 23

1.0

F780

29 × 29

1.0

1–5