EP1C12F324I7N 属于 Altera Cyclone I 系列 FPGA 中的中低密度型号,面向成本敏感、功耗受限的嵌入式与数据通路应用。该器件采用 0.13 μm 全层铜 SRAM 工艺,集成约 12 060 个逻辑单元(LE)、239 616 位片上 RAM、249 路可编程 I/O,并提供高达 320 MHz 的内部逻辑工作频率。
一、制造工艺与核心架构
EP1C12F324I7N 基于 0.13 μm CMOS 铜互连工艺制造,核心电压典型值为 1.5 V(允许范围 1.425 V–1.575 V),I/O 电压可选 1.5 V、2.5 V 或 3.3 V。该成熟工艺兼顾了成本、性能与功耗,适用于大批量生产。器件采用 SRAM 型架构,上电或复位后需加载位流,但无需片上非易失性存储器,从而降低整体系统成本。
二、逻辑与存储资源
逻辑阵列块(LAB):1 206 个,每个 LAB 包含 10 个 4 输入 LUT 和 10 个触发器,总计约 12 060 个 LE;
分布式 RAM:每个 LE 均可配置为少量分布式 RAM,用于实现低延迟缓存;
片上块 RAM:总计 239 616 位,包括 36 块 M4K 型块 RAM(共 36 × 4 096 位)和可配置为 FIFO 的内建控制器,满足中等容量缓存需求。
三、时钟管理
器件内置最多 2 个相位锁定环(PLL),支持时钟倍频、分频及相位调节;全局时钟网络每行 LAB 提供 8 条时钟线,其中 6 条可用于逻辑时钟分配,保证多时钟域设计的时序闭合。内部逻辑最高工作频率可达 320.1 MHz,满足高速数据处理需求。
四、高速 I/O 与总线接口
可编程 I/O:249 路,支持 LVTTL、LVCMOS(1.5 V/2.5 V/3.3 V)、SSTL‑2、SSTL‑3 等电平标准;
差分 I/O:支持 LVDS(高达 640 Mbps)与 RSDS(311 Mbps)差分信号;
总线兼容:原生支持 33 MHz/66 MHz、32/64 位 PCI,总线接口块简化与外部 ASIC/ASSP 的互联。
五、配置方案
作为 SRAM 型 FPGA,EP1C12F324I7N 支持多种配置模式:
主动串行(Active Serial):通过 EPCS/EPCQ 系列 SPI 闪存自动加载;
被动串行(Passive Serial):外部控制器并行推送位流;
JTAG 下载:使用 USB‑Blaster、ByteBlaster II 等工具,基于 IEEE‑1149.1 接口在线配置;
并行配置(SelectMAP):8/16/32 位宽并行加载,高速上电配置。
六、电源与热特性
工作温度:–40 ℃ 至 +100 ℃(结温),符合工业级规范;
功耗:得益于 0.13 μm 工艺,静态与动态功耗均较低,可通过 Quartus® II 中的功耗估算工具进行优化;
热管理:324‑FBGA 封装(19 × 19 mm,0.8 mm 球间距)配合 PCB 散热平面与散热器,可满足中等功耗系统的散热需求。
七、封装与 PCB 布局
EP1C12F324I7N 提供 324‑FBGA 封装,球阵尺寸 19 × 19 mm,球间距 0.8 mm,包含 I/O、VCC、GND、配置和 JTAG 引脚。合理的引脚分布与地/电源平面布局指导,确保信号完整性与电源完整性。