FPGAs

Was sind FPGAs?

FPGA steht für "Field Programmable Gate Array" (anwenderprogrammierbares Gate-Array). Es sind kleine Halbleiter-Logikchips, die als integrierte Schaltkreise oder kurz ICs (Integrated Circuits) bezeichnet werden. FPGAs werden aus einer Basislogikzelle aufgebaut, die hunderte Male dupliziert wird. Sie sind über programmierbare Zwischenverbindungen verbunden. FPGAs können nach der Herstellung auf die gewünschten Anwendungs- oder Funktionsanforderungen umprogrammiert werden. Diese Eigenschaft unterscheidet FPGAs von anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), die speziell für bestimmte Designaufgaben hergestellt werden

Woraus bestehen FPGAs?

Sie bestehen aus einem konfigurierbaren Logikblock, einer programmierbaren Schaltmatrix, E/A-Blöcken und Verbindungen.

  • Konfigurierbarer Logikblock- Ein konfigurierbarer Logikblock (auch CLB = Configurable Logic Block) besteht aus Lookup-Tabellen (LUTs), Flipflops und Multiplexern. Sie dienen der Implementierung komplexer Designfunktionen und zum Synchronisieren des Codes auf dem FPGA.
  • Programmierbare Schaltmatrix- Eine programmierbare Schaltmatrix (PSM) wird zur Steuerung der Verbindungen zwischen den konfigurierbaren Logikblöcken und den Eingangs-/Ausgangsblöcken verwendet. Die programmierbare Schaltmatrix verbindet jeden Block entsprechend dem Programmcode und verfügt über Schaltelemente mit sechs Durchgangstransistoren.
  • E/A-Blöcke- E/A-Blöcke sind Stifte, die als Eingangsstifte, Ausgangsstifte oder beides programmiert werden können.
  • Verbindungen- Verbindungen transportieren Signale über Drähte, um Ein- und Ausgänge an logische Blöcke anzuschließen.

Wie unterscheiden sich FPGAs von CPLDs?

Die Hauptunterschiede zwischen den beiden Geräten bestehen in ihrem Aufbau. CPLD-Geräte ist sehr strukturbeschränkt, sodass sie weniger flexibel sind. FPGAs hingegen haben eine sehr hohe Logikkapazität und können einfach programmiert werden, um jede Art von Digitalfunktion auszuführen.

FPGA-Anwendungen

Sie werden in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. in Radarsystemen, militärischer Hardware, medizinischen Geräten und Telekommunikationstechnologie. Aufgrund ihrer Neuprogrammierbarkeit sind FPGAs für eine Reihe von Lösungen geeignet. Sie können in jedem digitalen Stromkreis vorhanden sein, abhängig von der Anzahl der darin enthaltenen Logikblöcke. Techniker verwenden FPGAs häufig in der Prototypenentwicklung und in speziellen integrierten Schaltkreisen (ICs).

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Beschreibung Preis Familie Anzahl der Logik-Gates Anzahl der Logik-Zellen Anzahl der Logik-Einheiten Spezieller DSP Anzahl der Register Anzahl der Multiplikatoren Gehäusegröße Pinanzahl Anzahl der RAM Bits Abmessungen Höhe Länge Arbeitsspannnung max.
RS Best.-Nr. 729-3757
Herst. Teile-Nr.EP4CE6E22C8N
MarkeAltera
€ 11,49
1 Stück
Stück
Cyclone IV E - 6272 392 Ja - 15 (18 x 18) EQFP 144 270kbit 20 x 20 x 1.6mm 1.6mm 20mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 921-3514
Herst. Teile-Nr.EP4CE6E22C8N
MarkeAltera
€ 11,362
1 Stück (in Tray zu 60)
Stück
Cyclone IV E - 6272 392 Ja - 15 (18 x 18) EQFP 144 270kbit 20 x 20 x 1.6mm 1.6mm 20mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 168-4224
Herst. Teile-Nr.ICE40LP1K-CM49
€ 3,541
1 Stück (in Tray zu 490)
Stück
ICE40 LP - 1280 160 - 1280 - UCBGA 49 64kbit 3 x 3 x 0.9mm 0.9mm 3mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 772-0085
Herst. Teile-Nr.iCE40LP1K-CM49
€ 3,54
1 Stück
Stück
ICE40 LP - 1280 160 - 1280 - UCBGA 49 64kbit 3 x 3 x 0.9mm 0.9mm 3mm 1.26 V
RS Best.-Nr. 173-2086
Herst. Teile-Nr.XC3S250E-4VQG100I
MarkeXilinx
€ 22,72
1 Stück (in Tray zu 90)
Stück
Spartan-3E 250000 5508 612 - 4896 12 (18 x 18) VTQFP 100 38912bit 14 x 14 x 1mm 1mm 14mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 170-2989
Herst. Teile-Nr.5CEBA4F17C8N
MarkeAltera
€ 46,711
1 Stück (in Tray zu 90)
Stück
Cyclone V 49000 49000 18480 Ja 73920 132 (18 x 18) FBGA 256 3464192 - - 17mm 1,13 V
RS Best.-Nr. 134-093
Herst. Teile-Nr.XC3S250E-4VQG100I
MarkeXilinx
€ 22,02
1 Stück
Stück
Spartan-3E 250000 5508 612 - 4896 12 (18 x 18) VTQFP 100 38912bit 14 x 14 x 1mm 1mm 14mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 830-3565
Herst. Teile-Nr.5CEBA4F17C8N
MarkeAltera
€ 46,54
1 Stück
Stück
Cyclone V 49000 49000 18480 Ja 73920 132 (18 x 18) FBGA 256 3464192 - - 17mm 1,13 V
RS Best.-Nr. 771-6718
Herst. Teile-Nr.EP4CE30F23C8N
MarkeAltera
€ 37,83
1 Stück
Stück
Cyclone IV E - 28848 1803 Ja 28848 66 (18 x 18) FBGA 484 594kbit 23 x 23 x 2mm 2mm 23mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 168-4216
Herst. Teile-Nr.EP4CE30F23C8N
MarkeAltera
€ 37,963
1 Stück (in Tray zu 60)
Stück
Cyclone IV E - 28848 1803 Ja 28848 66 (18 x 18) FBGA 484 594kbit 23 x 23 x 2mm 2mm 23mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 168-4220
Herst. Teile-Nr.ICE40HX1K-VQ100
€ 3,823
1 Stück (in Beutel zu 90)
Stück
ICE40 HX - 1280 160 - 1280 - VQFP 100 64kbit 14 x 14 x 1.05mm 1.05mm 14mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 771-6730
Herst. Teile-Nr.EP4CGX15BF14C8N
MarkeAltera
€ 23,84
1 Stück
Stück
Cyclone IV GX - 14400 900 Ja 14400 - FBGA 169 540kbit 14 x 14 x 1.25mm 1.25mm 14mm 1,24 V
RS Best.-Nr. 921-3570
Herst. Teile-Nr.5CSEMA6F31C8N
MarkeAltera
€ 176,114
1 Stück (in Tray zu 27)
Stück
Cyclone V SE 110000 110000 41509 Ja 166036 224 (18 x 18) FBGA 896 5761K - - 31mm 3,3 V
RS Best.-Nr. 830-3600
Herst. Teile-Nr.5AGXMA1D4F31I5N
MarkeAltera
€ 393,81
1 Stück
Stück
Arria V 75k 75000 75000 Ja 113208 240 (27 x 27), 480 (18 x 18), 720 (9 x 9) FBGA 896 8463kbit 31 x 31 x 2.1mm 2.1mm 31mm 1,13 V
RS Best.-Nr. 772-0045
Herst. Teile-Nr.iCE40HX1K-VQ100
€ 4,40
1 Stück
Stück
ICE40 HX - 1280 160 - 1280 - VQFP 100 64kbit 14 x 14 x 1.05mm 1.05mm 14mm 1.26 V
RS Best.-Nr. 830-3574
Herst. Teile-Nr.5CSEMA6F31C8N
MarkeAltera
€ 175,45
1 Stück
Stück
Cyclone V SE 110000 110000 41509 Ja 166036 224 (18 x 18) FBGA 896 5761K - - 31mm 3,3 V
RS Best.-Nr. 624-4256
Herst. Teile-Nr.EP2C8Q208C8N
MarkeAltera
€ 20,46
1 Stück
Stück
Cyclone II - 8256 8256 - - 18 (18 x 18) PQFP 208 - 28 x 28 x 3.4mm 3.4mm 28mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 729-3735
Herst. Teile-Nr.EP3C55F484C7N
MarkeAltera
€ 223,78
1 Stück
Stück
Cyclone III - 55856 3491 Ja - 156 (18 x 18) FBGA 484 2396160bit 23 x 23 x 2mm 2mm 23mm 1,25 V
RS Best.-Nr. 172-7848
Herst. Teile-Nr.5AGXMA1D4F31I5N
MarkeAltera
€ 393,273
1 Stück (in Tray zu 27)
Stück
Arria V 75k 75000 75000 Ja 113208 240 (27 x 27), 480 (18 x 18), 720 (9 x 9) FBGA 896 8463kbit 31 x 31 x 2.1mm 2.1mm 31mm 1,13 V
RS Best.-Nr. 771-6727
Herst. Teile-Nr.EP4CE15E22C8N
MarkeAltera
€ 21,93
1 Stück
Stück
Cyclone IV E - 15408 963 Ja 15408 56 (18 x 18) EQFP 144 504kbit 20 x 20 x 1.6mm 1.6mm 20mm 1,25 V