FPGA Cyclone® IV
La familia de FPGAs Cyclone® IV amplía el liderazgo de la serie FPGA Intel® Cyclone® al proporcionar FPGAs de bajo consumo con opciones de transceptor. Ideal para aplicaciones sensibles a los costos y de gran volumen, la FPGA Cyclone® IV le permiten satisfacer los crecientes requisitos de ancho de banda. La familia de productos se recomienda para aplicaciones y diseños Edge-Centric.
Consulte también: Software de diseño, Tienda de diseño, Descargas, Comunidad y Asistencia de FPGAFPGA Cyclone® IV
FPGA Cyclone® IV GX
La arquitectura consta de hasta 150 000 elementos lógicos dispuestos verticalmente (LE).
FPGA Cyclone® IV E
La arquitectura consta de hasta 115 000 elementos lógicos dispuestos verticalmente (LE).
Beneficios
Optimización de costos de sistema
Todas las FPGAs Cyclone® IV requieren solo dos fuentes de energía para su funcionamiento, lo que simplifica su red de distribución de energía y le ahorra costos de placa, espacio de placa y tiempo de diseño. Con los transceptores integrados en la arquitectura FPGA Cyclone® IV, obtendrá un diseño e integración de placa simplificados. Además, la flexibilidad de la arquitectura de sincronización del transceptor le permite implementar múltiples protocolos mientras utiliza completamente todos los recursos disponibles del transceptor. La integración y la flexibilidad de la FPGA Cyclone® IV GX le permite diseñar en un dispositivo más pequeño y rentable, lo que reduce los costos totales del sistema.
Reduce el consumo eléctrico
La FPGA Cyclone® IV E, basada en un proceso optimizado de bajo consumo de 60 nm, amplía el liderazgo de bajo consumo de la FPGA Cyclone® III de la generación anterior. La FPGA Cyclone® IV E reduce el voltaje del núcleo, lo que reduce la energía total en un 25 por ciento en comparación con el predecesor. Con los transceptores FPGA Cyclone® IV GX, puede construir un puente PCI Express* a Gigabit Ethernet por menos de 1,5 vatios.
Las FPGAs Cyclone® IV de Intel están optimizadas para el consumo de energía más bajo, lo que le permite administrar mejor los requisitos térmicos. Como resultado, puede reducir o eliminar los costos de enfriamiento del sistema y también extender la vida útil de la batería para aplicaciones portátiles.Consumo de energía de la FPGA Cyclone®
La familia de FPGAs Cyclone® IV demuestra el liderazgo de Intel en la oferta de FPGAs de bajo consumo. La FPGA Cyclone® IV, con arquitectura y silicio mejorados, tecnología avanzada de procesos de semiconductores y herramientas de administración de energía, ha reducido su consumo de energía hasta en un 25 por ciento en comparación con la FPGA Cyclone® III.
La siguiente figura muestra el consumo de energía estática de los dispositivos Cyclone® IV E a una temperatura de unión de 85 °C. El dispositivo Cyclone® IV EP4CE6 más pequeño consume tan solo 38 mW a 85 °C y el dispositivo Cyclone® IV EP4CE115 más grande consume tan solo 163 mW de energía estática a 85 °C.Beneficios del bajo consumo de energía
Reducir el consumo de energía de los dispositivos lógicos programables conlleva beneficios de gran alcance para muchas aplicaciones. Sin embargo, el menor consumo de energía es solo un aspecto de la energía del sistema. La siguiente figura muestra que la FPGA Cyclone® IV GX reduce el consumo de energía de FPGA en un promedio de 30 %.
Optimizaciones arquitectónicas y de silicio
La energía estática puede aumentar drásticamente con el proceso de semiconductores submicrónicos si no se emplean estrategias de reducción de energía. El consumo de energía estática aumenta en las tecnologías de proceso submicrónicas en gran parte debido a los aumentos en la fuga por debajo del umbral de la corriente de fuga.
Al emplear una tecnología de proceso de bajo consumo (LP) tradicionalmente utilizada por los principales fabricantes de semiconductores para los componentes de los teléfonos, Intel ha minimizado la corriente de fuga para una baja energía estática. Las geometrías más pequeñas posibles gracias a este proceso avanzado, combinadas con optimizaciones arquitectónicas, permiten que la FPGA Cyclone® IV mantenga el consumo de energía dinámico y estático al mínimo. Las mejoras de proceso y arquitectónicas que emplea Intel con la FPGA Cyclone® IV incluyen el uso de dieléctricos de baja k, longitudes de canal y espesores de óxido variables, y múltiples voltajes umbral de transistor.Estimación y análisis precisos de energía
Intel admite la estimación y el análisis de energía, desde el concepto de diseño hasta la implementación, con las herramientas de diseño de administración de energía más precisas y completas. Intel ofrece estimaciones de energía de silicio de hasta 125 °C y en el peor de los casos para las familias de FPGA de bajo costo en todo su conjunto de herramientas. Intel ofrece los siguientes recursos de estimación y análisis de energía:
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Estimador temprana de consumo de energía Cyclone® IV.Tecnología de optimización y análisis de energía Intel® Quartus® Prime.Centro de recursos de administración de energía.
Intel utiliza más de 5000 configuraciones de prueba diferentes para medir la energía de los componentes individuales dentro de una FPGA de la serie Intel® Cyclone®. Cada configuración se enfoca en medir un solo componente de circuito de la FPGA en una configuración específica.
Optimización de energía Intel® Quartus® Prime
Los detalles de implementación del diseño pueden mejorar el desempeño, minimizar el área y reducir la energía. Históricamente, las compensaciones de desempeño y área se han automatizado dentro del nivel de transferencia de registro (RTL) a través del flujo de diseño de lugar y ruta.
Las herramientas de optimización de energía del software Intel® Quartus® Prime usan automáticamente las capacidades de la arquitectura FPGA Cyclone® IV para reducir el consumo de energía dinámico hasta en un 25 por ciento menos en comparación con la FPGA Cyclone® III.El software de desarrollo Intel® Quartus® Prime tiene muchas optimizaciones automáticas de energía que son transparentes para el diseñador, pero proporcionan una utilización óptima de la arquitectura FPGA para minimizar la energía. Por ejemplo, con el software Intel® Quartus® Prime, puede:
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Transformar los principales bloques funcionales.
Asignar memorias RAM de los usuarios para que usen menos energía.Reestructurar la lógica para reducir la energía dinámica.Seleccionar correctamente las entradas lógicas para minimizar la capacitancia en redes de alta alternancia.Reducir la demanda de área y cableado para la lógica central para minimizar la energía dinámica en el enrutamiento.Modificar la ubicación para reducir la energía de reloj.
Cyclone® IV E Consumo típico de energía estática
Ahorro de energía del sistema con FPGA Cyclone® IV GX
La combinación de una mayor integración y un FPGA Cyclone® IV GX de baja consumo da como resultado beneficios significativos a nivel de sistema para una variedad de aplicaciones:
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Dispositivos portátiles o de mano alimentados por batería.Entornos con limitaciones de espacio y otros entornos térmicamente complicados.Aplicaciones sensibles al precio donde los sistemas de refrigeración no son rentables.
Recursos adicionales
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