Intel® Arria® 10器件概述

ID 683332
日期 5/08/2017
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Arria® 10特性汇总

表 3.   Arria® 10器件的特性汇总
特性 说明

工艺

  • TSMC的20-nm SoC工艺技术
  • 支持比0.9 V标准VCC核心电压更低的0.83 V VCC电压上的操作

封装

  • 1.0 mm球间距FINELINE BGA封装
  • 0.8 mm球间距Ultra FINELINE BGA封装
  • 具有相同封装空间布局的多个器件,以实现不同密度的FPGA之间的无缝移植
  • 具有兼容封装空间布局,支持移植到下一代高端Stratix® 10器件
  • RoHS,含铅1和无铅(Pb-free)选项

高性能FPGA架构

  • 带四个寄存器的增强8输入ALM
  • 改进的多轨布线体系结构,以减少拥堵,缩短编译时间
  • 层次化核心时钟体系结构
  • 精细粒度的部分重配置

内部存储器模块

  • M20K—带硬核纠错码(ECC)的20-kb存储器模块
  • 存储器逻辑阵列模块(MLAB)—640-bit存储器

嵌入式硬核IP模块

精度可调DSP

  • 18 x 1954 x 54的信号处理精度等级的原生(native)支持
  • 27 x 27乘法器模式的原生(native)支持
  • 64-bit累加器和级联,用于脉动有限脉冲响应(FIR)
  • 内部系数存储器组
  • 预加器/减法器,用于提高效率
  • 额外的流水线寄存器,以提高性能并降低功耗
  • 支持浮点运算:
    • 执行乘法,加法,减法,乘加,乘减和复合乘法运算。
    • 支持具有累加功能的乘法,级联求和,级联减法。
    • 动态累加器复位控制。
    • 支持直接矢量点和复合乘法链乘法浮点DSP模块。

存储控制器

DDR4,DDR3和DDR3L

PCI Express*

具有完整的协议栈,端点和根端口的PCI Express (PCIe*) Gen3 (x1, x2, x4, or x8),Gen2 (x1, x2, x4, or x8)和Gen1 (x1, x2, x4, or x8) hard IP

收发器I/O

  • 10GBASE-KR/40GBASE-KR4向前纠错(FEC)
  • PCS硬核IP,支持:
    • 10-Gbps Ethernet (10GbE)
    • PCIe PIPE接口
    • Interlaken
    • Gbps Ethernet (GbE)
    • 具有确定性延时支持的通用公共无线接口(CPRI)
    • 支持快速锁定时间的千兆比特容量无源光网络(GPON)
  • 13.5G JESD204b
  • 8B/10B64B/66B64B/67B编码器和解码器
  • 对专有协议的定制模式支持

核心时钟网络

  • 高达800 MHz的架构时钟,这取决于不同的应用:
    • 基于2,666 Mbps DDR4接口的667 MHz外部存储器接口时钟
    • 基于1,600 Mbps LVDS接口的800 MHz LVDS接口时钟
  • 全局,区域和外围时钟网络
  • 通过关断(gate)未使用的时钟网络可以降低动态功耗

锁相环(PLL)

  • 高分辨率小数综合PLL:
    • 精度时钟综合,时钟延迟补偿和零延迟缓存(ZDB)
    • 支持整数模式和小数模式
    • 带第三级三角积分调制 (third-order delta-sigma modulation) 的小数模式支持
  • 整数PLL:
    • 靠近通用I/O
    • 支持外部存储器和LVDS接口

FPGA通用 I/O (GPIO)

  • 1.6 Gbps LVDS—每对都能配置成接收器或者发送器
  • 片上匹配(OCT)
  • 1.2 V3.0 V单端LVTTL/LVCMOS接口

外部存储器接口

  • 硬核存储控制器— DDR4,DDR3和DDR3L支持
    • DDR4—速度高达1,333 MHz/2,666 Mbps
    • DDR3—速度高达1,067 MHz/2,133 Mbps
  • 软核存储控制器—提供对RLDRAM 3的支持 2,QDR IV2和QDR II+

低功耗串行收发器

  • 连续的操作范围:
    • Arria® 10 GX—1 Gbps17.4 Gbps
    • Arria® 10 GT—1 Gbps25.8 Gbps
  • 背板(backplane)支持:
    • Arria® 10 GX—高达16.0 Gbps
    • Arria® 10 GT—高达17.4 Gbps
  • 通过过采样扩展范围降到125 Mbps
  • 具有用户可配置的小数综合功能的ATX发送PLL
  • 对XFP,SFP+,QSFP和CFP光模块的电子色散补偿(EDC)支持
  • 自适应线性和判决反馈均衡
  • 发送器预加重和去加重
  • 单个收发器通道的动态部分重配置
  • 片上仪器(EyeQ非侵入式数据眼监测)

HPS

(仅 Arria® 10 SX器件)

处理器和系统

  • 双核ARM Cortex-A9 MPCore处理器—1.2 GHz CPU,可超频到1.5 GHz
  • 256 KB片上RAM和64 KB片上ROM
  • 系统外设—通用定时器,看门狗定时器,直接存储器存取(DMA)控制器,FPGA配置管理器,时钟和复位管理器
  • 安全特性—防篡改,安全启动,高级加密标准(AES)和认证(SHA)
  • ARM CoreSight* JTAG调试访问端口,跟踪端口和片上跟踪存储

外部接口

  • 硬核存储器接口—硬核存储控制器 (2,666 Mbps DDR4和2,166 Mbps DDR3),四串行外设接口 (QSPI)闪存控制器,NAND闪存控制器, 直接存储器访问(DMA)控制器,安全数字/多媒体卡 (SD/MMC)控制器
  • 通讯接口—10/100/1000以太网媒体访问控制(MAC),USB On-The-GO (OTG)控制器,I2C控制器,UART 16550,串行外设接口(SPI)和高达62个HPS GPIO接口(48个直接共享I/O)

与内核互联

  • 支持同时读写的高性能ARM AMBA* AXI总线桥接
  • HPS–FPGA桥接—包括FPGA-to-HPS,HPS-to-FPGA和轻量级HPS-to-FPGA桥接,使FPGA架构能够发出传输到HPS中的从器件,反之亦然
  • 配置桥接,使HPS配置管理器能够通过专用32-bit配置端口配置核心逻辑
  • FPGA-to-HPS SDRAM控制器桥接—对HPS SDRAM控制器的多端口前端(MPFE)提供配置接口

配置

  • 防篡改保护—全面的保护设计,保护您宝贵的IP投资
  • 带认证的增强256-bit高级加密标准(AES)设计安全
  • 使用PCIe* Gen1,Gen2或Gen3的通过协议配置(CvP)
  • 收发器和PLL的动态重配置
  • 核心结构的精细粒度部分重配置
  • 主动串行X4接口

功耗管理

  • SmartVID
  • 低静态功耗器件选项
  • 可编程功耗技术
  • Quartus® Prime集成的PowerPlay功耗分析

软件和工具

  • Quartus® Prime设计套件
  • 收发器工具包
  • Qsys系统集成工具
  • DSP Builder for Intel FPGAs
  • OpenCL™支持
  • Intel® SoC FPGA Embedded Design Suite (EDS)
1 关于可用性请与Intel取得联系。
2 Arria® 10器件通过使用带软核存储控制器的硬核PHY来支持此外部存储器接口。