FPGA实战演练逻辑篇15：读懂器件手册

读懂器件手册

本文节选自特权同学的图书《FPGA设计实战演练（逻辑篇）》

配套例程下载链接：http://pan.baidu.com/s/1pJ5bCtt

         很多工科学生英文水平都比较差，看到英文就头大。但是，要想做个称职的电子工程师，这点技能是必须有的，对于我们电路板上所使用到的每一颗芯片，我们都必须至少是通读过他们的器件手册。（特权同学，版权所有）

我们的FPGA器件选择的是Altera公司的Cyclone III系列。如图3.8所示，这是Cyclone III器件的一张官方宣传画。（特权同学，版权所有）

图3.8 Cyclone III器件的官方宣传画

         CycloneIII器件手册可以很便利的从官网下载到。如图3.8所示，由于Cyclone III系列分为高性价比的-E和高保密性低功耗的-LS两大类，因此器件手册中Volume 1重点介绍整个系列的共同特性，而Volume 2则分别介绍-E和-LS的电气和时序特性。（特权同学，版权所有）

图3.8 Cyclone III器件手册大纲

         限于篇幅，我们可以重点看看Volume 1的第一章，即概述部分的内容。希望借此大家能够对我们所选用的FPGA器件有一个整体的了解。（特权同学，版权所有）

         Cyclone IIIFPGA系列前所未有的同时实现了低功耗、高性能和低成本，大大提高了产品竞争力。其特性以及Cyclone III FPGA体系结构为用户的大批量、低功耗、功耗不到1/4瓦，该系列设立了功耗标准。采用台积电（TSMC）的低功耗（LP）工艺技术进行制造，无论是通信设备、手持式消费类产品，还是软件无线电设备， FPGA都能够轻松满足它们的功耗预算。（特权同学，版权所有）

CycloneIII LS FPGA利用低功耗、高性能FPGA平台，在硬件、软件和知识产权（IP）层面上率先实现了一系列安全特性。一系列安全特性保护用户的设计IP不被篡改、逆向剖析和克隆。而且，这些器件还能够通过设计分离特性，在一个芯片中实现冗余功能，从而减小了实际应用的体积、重量和功耗。（特权同学，版权所有）

为确保流畅、成功的设计流程，帮助用户更快的将构思变为收益，Altera提供全面的Cyclone III FPGA设计环境，包括：

●  Quartus II开发软件

●  成熟的IP库

●  Nios II，世界上最通用的嵌入式处理器

●  低成本开发套件

●  专用参考设计

将设计从构思变为产品，更迅速推向市场。采用Cyclone III FPGA，一切皆有可能。（特权同学，版权所有）

在过去，衡量一个逻辑器件的资源情况，仅仅看他的逻辑资源便可知其一二，但随着制造工艺的不断进步，大量的存储器、乘法器资源可以很轻易的嵌入到可编程逻辑器件之中，大大便利了用户的设计。所以，今天我们必须同时去衡量这些逻辑器件中所包含的存储器、乘法器甚至时钟、I/O的资源情况，毕竟他们也和我们的实际应用息息相关。Cyclone III器件采用了成熟的65ns工艺，除了拥有丰富的逻辑资源外，存储器资源、乘法器资源、时钟资源、I/O资源也非常丰富，可以满足大多数的中小规模应用。如图3.9所示，从器件手册中截下一个资源分布表，从这里我们便可对Cyclone III系列各个型号器件的资源情况一目了然。（特权同学，版权所有）

图3.9 CycloneIII系列器件资源

         当然了，表中所列的EP3C5的资源情况，并不是我们的核心板上那颗EQFP144封装器件的实际资源情况，它是EP3C5这个型号所有封装中最大支持的资源。不过，您也别嗤之以鼻，除了I/O数量不足182以外，其他的资源还真是实打实的。对于很多的工业应用来说，这个规模的FPGA器件足矣；对于初学者入门FPGA来说，那更是绰绰有余了，我还真不信有哪几个同学能够写下数万行代码充分的使用这颗芯片。总之，一句话，学习，不求最贵的（不过它已经够贵了），但求最适用的。（特权同学，版权所有）