Advanced Features of ALTERA Stratix II FPGAs: Logic Blocks, Memory, and DSP Capabilities
The ALTERA Stratix II FPGA series features state-of-the-art architecture, including up to 9,383 Kbits of RAM, adaptive logic modules (ALMs), and efficient DSP blocks for processing. With support for fast external RAM, numerous I/O standards, and up to 12 PLLs, these devices excel in performance. The internal structure comprises interconnected logic array blocks (LABs) with versatile configuration options, including memory types and logical functions. Ideal for complex applications, the Stratix II devices also support high-speed transceivers and advanced clocking resources, enabling robust system designs.
Advanced Features of ALTERA Stratix II FPGAs: Logic Blocks, Memory, and DSP Capabilities
E N D
Presentation Transcript
ALTERAStratix II • 15600 – 179400 ekvivalent LE • nové adaptivní logické bloky ALM • až 9383 Kbitů RAM • tři bloky RAM pamětí • rychlé DSP bloky • až 12 PLL (4+8 rychlých) • až 16 globálních hodin a 24 zdrojů • podpora rychlých externích pamětí RAM • podpora mnoha rychlých IO standardů
Funkční popis • řádkové a sloupcové propojení mezi LAB, paměťovými bloky a DSP • každý LAB (logic aray block) se skládá z 8 ALM (adaptive logic module) , bloky jsou v řádcích a sloupcích • M512 (576b) dual port paměti ve sloupcích mezi LAB • M4K dual port paměť se 4kbity (4608b), bloky mezi určitými LABs • M-RAM 512Kb dual port paměť uvnitř log. pole • DSP bloky až 36x36b ve dvou sloupcích • I/O piny ovládané IOE (IO element) umístěné na koncích řádků a sloupců, vysokorychlostní sériové rozhraní
LAB • každý LAB obsahuje 8 ALM, kontrolní signály, lokální spojení, LUT (look up table) (logická funkce) a registry • přímé spojení lze provést v rámci LAB nebo se sousedními LAB, M512 RAM, M4K RAM nebo DSP
ALM adaptive logic module • obsahuje LUT (log. funkce) s až 8 vstupy , která může být rozdělena na dvě ALUT a realizovat kombinace dvou funkcí • 2 programovatelné registry (D,T,JK,SR), řetězec carry • podporuje dynamické přičítání a odčítání bitů • všechny typy propojení:lokální, řádkové, sloupcové, řetězení LUT, řetězení registrů a přímé propojení
ALM normální mód vhodný pro realizaci logických a kombinačních funkcí
ALM extended mód vhodný pro realizaci specifických 7 vstupových funkcí
ALM aritmetický mód vhodný pro realizaci sčítaček, čítačů, komparátorů ... užívá dvě sady dvou čtyřvstupových LUT a dvě sčítačky
ALM sdílený aritmetický mód umožňuje realizaci třívstupového součtu užívá 4 čtyřvstupové LUT a dvě sčítačky
R4 a R24 interconnect horizontální spojení přes 4(R4) nebo až 24(R24) sloupců
C4 a C16 interconnect vertikální spojení přes 4(C4) nebo až 16(C16)řádků
Paměť M512 RAM • bloky 576 bitů RAM (s paritou) • může být konfigurována v několika módech: dual/single port RAM, FIFO, ROM a shift registr • může mít různé hodinové/datové vstupy a výstupy • propojení – lokální, přímé, R4, C4
Paměť M4K RAM • bloky 4608 bitů RAM (s paritou) • může být konfigurována v několika módech: dual/single port RAM, FIFO, ROM a shift registr • může mít různé hodinové/datové vstupy a výstupy • propojení – lokální, přímé, R4, C4
Paměť M-RAM • 589824 bitů RAM (s paritou) • může být konfigurována v několika módech: dual/single port RAM a FIFO • může mít různé hodinové/datové vstupy a výstupy • propojení – přímé, R4, R24, C4
Paměť M-RAM umístění bloků M-RAM se liší podle typu součástky
Bloky DSP • lze užít na FIR/IIR filtry, FFT, DCT, ... • speciální operace – násobení a součet nebo akumulace a pod. • nastavitelná násobička jako osm 9x9bitů, čtyři 18x18 bitů nebo jedna 36x36 bitů • operace s nebo bez znaménka • uspořádání ve sloupcích • vstupní a výstupní registry • propojení – přímé, R4, C4
Hodiny • až 16 vstupních pinů pro hodiny • až 16 globálních hodin, 32 regionálních • hodiny lze zavést do všech bloků LE, IOE, RAM, DSP • různé módy regionálních hodin • programovatelné a rychlé PLL
I/O vlastnosti • vyhovuje 3,3V 64bit 133MHz PCI- X • JTAG(Joint Test Action Group) a BST(boundary-scan test) podpora • třístavové budiče • nastavení rychlosti přeběhu • programovatelný pull up rezistor • programovatelné zpoždění • nastavitelný výstup jako otevřený kolektor • nastavení výstupního napětí a proudu (3,3V, 2,5V, 1,8V, 2-24mA podle IO standardu) • 1,5 – 3,3V tolerantní vstupy • DDR (double data rate) registry • podporuje rychlé diferenciální I/O až 1Gbps
Stratix II GX • postaven na podobné architektuře jako Stratix II • obsahuje 4 až 20 kanálů vysokorychlostních transceiverů až 6,375 Gbps • kompatibilní s PCI expres, Gigabit Ethernet, SDI, ... • 8 – 40 bitů délka slova • nastavení zakončovacích odporů • programovatelné výstupní napětí
