Arria® II GX FPGA 是 Altera 高性价比,低功耗 40-nm 收发器 FPGA ,与 Altera 最新的高端 Stratix® 系列有很多相同的体系结构优势。这一体系结构使您能够获得很高的逻辑利用率,轻松满足系统时序要求,降低功耗。
结合高性价比收发器和 I/O 等特性,以及专用 PCIe® 模块, Arria II FPGA 满足了无线、固网和广播等市场的多种应用需求。图 1 所示为 Arria II GX 和Arria II GZ系列特性。
图1. Arria II GX 和 Arria II GZ 特性

内核体系结构
Arria II FPGA 的内核架构建立在创新的逻辑单元之上,即自适应逻辑模块 (ALM) 。每个 ALM 包括一个 8 输入查找表 (LUT) ,以及两个寄存器和两个三输入加法器。 ALM 采用 MultiTrack 互联体系结构进行布线,使您的设计能够高效使用 Arria II FPGA 资源,很容易满足时序要求。 Quartus® II 设计软件集成了这一高级体系结构,针对性能、效率、功耗和面积进行了优化(更高的逻辑容量,更少的无用逻辑)。
此外,借助 Arria II FPGA 的内核架构,您还可以使用 ALM 作为分布式存储器。逻辑阵列模块 (LAB) 由 10 个 ALM组成,一半的模块可以配置为 MLAB 小容量存储器,实现小 FIFO 缓冲等功能。 Arria II FPGA 还提供一些 M9K 模块和M144K模块(仅限于GZ),用于通用目的,以及数据包处理和视频数据缓冲等应用中的大容量存储器。结合较低的 0.9V 内核电压, Arria II FPGA 体系结构针对低功耗进行设计,使这些器件能够工作在散热较困难的环境中,降低了总功耗。
收发器
Arria II 收发器使用方便,功耗较低,对于速率高达6.375 Gbps的背板和芯片至芯片应用,具有优异的信号完整性。这些收发器支持很多协议,包括PCI Express®、千兆以太网、XAUI、Serial RapidIO®、CPRI 6.0、Interlaken、GPON、SDI等。Arria II 收发器还提供PCI Express Gen1 和 PCI Express Gen2 (仅限于GZ)硬核知识产权(IP)模块、可编程预加重和均衡以及诊断等功能。
DSP 模块
Arria II FPGA非常适合视频和图像处理、高速数字通信以及其他高性能DSP等应用。每个DSP模块提供8个18x18乘法器以及典型DSP算法通常需要的寄存器、加法器、减法器、累加器和求和单元等。DSP模块支持完全可调位宽度以及各种取整和饱和模式,有效地满足了您的应用需求。
远程系统更新
只要配置器件允许,您可以尽可能多的存储设计,大大降低了系统成本。您不必使用较大的FPGA来完成多个任务,而是使用较小的Arria II FPGA每次以不同的镜像完成一个任务。系统从大容量配置器件预装入的多个镜像中选择正确的镜像。由于闪存器件要比FPGA便宜的多,因此,使用远程系统更新功能可以大大降低成本。
Arria II FPGA中的专用电路保证了无论什么时候出现故障,例如在数据传输期间或者器件配置过程中,Arria II FPGA 总是能够返回到已知状态,正确工作,确保“恒定工作”功能。控制器也可以获得故障信息。
设计安全性
为防止配置编程文件在传输过程中被截取,实现设计安全性, Arria II 器件使用了高级加密标准 (AES) 和 256 位密钥对配置比特流进行加密。 Arria II FPGA 同时提供易失和非易失安全密钥存储功能。易失安全密钥存储更灵活,非易失安全密钥存储更实用。表 1 对比了易失和非易失密钥存储。
| 表 1. 易失和非易失密钥对比 | ||
| 说明 | 易失密钥 | 非易失密钥 |
|---|---|---|
密钥长度 |
256 位 |
256 位 |
密钥可编程能力 |
重新可编程和可擦除密钥 |
一次可编程密钥 |
外部电池 |
需要 |
不需要 |
密钥编程方法 |
板上 |
板上和板下 |
设计保护 |
安全性,防止拷贝和逆向剖析。 |
安全性,防止拷贝、逆向剖析和篡改。 |
