Cyclone V SX 将基于 Arm 的硬核处理器系统与 3.125-Gbps 收发器集成在一起,因此其可订购料号同时包含 SoC 和收发器字段。Altera 图 5 中的示例 5CSXFC6D6F31C6LN 可拆解为 5C | SX | F | C6 | D | 6 | F | 31 | C | 6 | L | N。

这串字符依次表示:Cyclone V、SX SoC 变体、嵌入式硬核 IP、C6 密度、九个收发器通道、收发器速度等级 6、FineLine BGA、896 引脚、商业温度、FPGA 架构速度等级 6、低功耗选项和无铅封装。像 5CSXC6 这样的简写无法体现收发器数量、封装尺寸或合格等级。

5CSXFC6D6F31C6LN 的 Cyclone V SX 订购代码图
Redrawn from Cyclone V Device Overview Figure 5

打开全尺寸 Cyclone V SX 订购图并放大。

逐字段解读 5CSXFC6D6F31C6LN #

字段示例官方含义采购检查
系列标识5CCyclone V不要将此解码器用于 Cyclone 10。
系列变体SX带 3.125-Gbps 收发器的 SoCSE 没有收发器数量字段;ST 使用不同的收发器类别。
嵌入式硬核 IPF最多两个硬核 PCIe 控制器和一个硬核内存控制器在替代审查期间保留此字段。
成员C6110K 逻辑单元C2、C4 和 C5 的资源更少。
收发器数量D九个通道C 标识六个通道。
收发器速度63.125 Gbps这与 FPGA 架构速度是分开的。
封装类型FFineLine BGAU 标识 Ultra FineLine BGA。
封装代码31896 引脚将 F31 视为一个封装尺寸字段。
温度C商业级,0°C 至 85°C 结温I 和 A 覆盖更宽的温度范围。
FPGA 架构速度6等级 6、7 和 8 中最快匹配已认证的 Quartus 构建。
功耗选项L低功耗器件空白字段表示标准功耗。
后缀N无铅封装ES 和 SC 具有不同含义。

密度、收发器数量和速度是相互独立的 #

Cyclone V SX 的成员代码 C2、C4、C5 和 C6 分别对应约 25K、40K、85K 和 110K 个逻辑单元。但密度本身并不能决定封装能提供多少收发器资源。根据 Altera 当前的产品表,C2 和 C4 器件有六个收发器通道,C5 和 C6 器件最多有九个。

通道数代码紧跟在成员代码之后:C 表示六个通道,D 表示九个。再后面的 6 是收发器速度等级,文档中标注为 3.125 Gbps,不要把它和后面出现的 FPGA 架构速度等级混为一谈。因此,同一个候选料号里可能出现两个 6,含义并不相同。

封装与引脚尺寸边界 #

官方 SX 解码器将 U23 列为 672 引脚 Ultra FineLine BGA 封装,将 F31 列为 896 引脚 FineLine BGA 封装。Altera 当前的产品表显示,C2 和 C4 采用 U23,而 C5 和 C6 在 U23 和 F31 两种配置中都有列出。封装方案还会影响收发器和 FPGA GPIO 的可用数量:U23 提供六个收发器通道,而 C5 和 C6 上的 F31 提供九个。

把 U23 换成 F31 并不是引脚兼容的替换。封装技术、焊球数量、本体尺寸和电路板封装尺寸都会变,可用的收发器通道和 GPIO 资源也可能不同。批准替代料之前,请核对确切的可订购产品页面、封装图纸、引脚文件、收发器 bank 方案和 Quartus Pin Migration View。

温度、架构速度、功耗和后缀 #

文档中的温度字段为:C 表示商业级 0°C 至 85°C,I 表示工业级 −40°C 至 100°C,A 表示汽车级 −40°C 至 125°C 结温。FPGA 架构速度等级为 6、7 和 8,其中 6 最快。这些字段位于完整封装代码之后。

L 字段用于选择低功耗选项。Altera 当前概述指出,25K 和 40K SX 器件的静态功耗可降低 30%,85K 和 110K 器件可降低 20%。L 并不是一个能插入所有可订购代码的通用后缀,其可用性必须在当前订购表中确认。

N 表示无铅封装。ES 表示工程样品,不能替代量产器件。SC 表示部分器件支持内部配置擦洗。除非有确切的官方记录证明并非如此,否则后缀不同就应按器件选项不同来处理。

替代料筛选与引脚兼容限制 #

首轮缺货筛选时,应保留 5CSX、嵌入式硬核 IP 字段、完整封装代码和收发器速度等级,再比较密度、收发器数量、温度、FPGA 架构速度、功耗选项和后缀。

例如,官方当前记录中有 5CSXFC5C6U23C8N 和 5CSXFC5C6U23I7N。两者都保留了 SX 变体、F 硬核 IP 字段、C5 成员、六通道数量、收发器等级 6 和 U23 封装。工业级料号拓宽了低温范围,FPGA 架构等级 7 也比等级 8 更快,因此可以进入工程控制的替代审查。但成本可能更高,而且仍需通过时序、功耗、软件、认证和客户批准。

以下更改若未经过重新设计或正式迁移验证,不能称为直接替换:

  • U23 改为 F31:物理封装和可用资源都会变;
  • C 改为 D 收发器数量:通道资源和封装支持不同;
  • SX 改为 SE 或 ST:器件架构和订购语法都会变;
  • 标准功耗改为 L:除非确切的低功耗可订购代码已获批准;
  • N 改为 ES 或 SC:器件状态或功能集会变;
  • 温度或架构速度等级超出已发布的 Quartus 构建;
  • 任何候选料号,只要引脚迁移报告改变了 HPS、PCIe、收发器、时钟、电源或配置分配。

采购检查清单 #

  1. 从已发布的 BOM 中复制完整 OPN。
  2. 确认 5C 系列、SX 变体和 F 嵌入式硬 IP 字段。
  3. 匹配 C2–C6 成员资源和 C 或 D 收发器数量字段。
  4. 收发器速度等级与 FPGA 架构速度等级要分开看。
  5. 封装字母和封装编号合为一个封装字段。
  6. 确认 C、I 或 A 温度以及 FPGA 架构等级 6、7 或 8。
  7. 从官方可订购记录中确认电源选项为空白或 L。
  8. 保留 N 材料状态;除非特别授权,否则拒绝 ES。
  9. 检查封装方案、引脚文件、收发器 bank 和 Quartus Pin Migration View。
  10. 重新验证 HPS 软件、PCIe、时钟、时序、电源和配置假设。

结论 #

Cyclone V SX 的对比必须使用完整代码。在 5CSXFC6D6F31C6LN 中,D 表示九个收发器通道,第一个 6 是 3.125-Gbps 收发器等级,第二个 6 是最快的 FPGA 架构等级,L 表示低功耗。缺货期间,更宽的温度范围或更快的架构等级或许可行,但封装、收发器数量、硬 IP 字段或后缀只要有一项不同,就不能自动直接替换。

官方参考 #

最终设计决策请以原厂数据手册及获批准的工程资料为准。