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简介
为什么选择Cyclone系列芯片？考虑到价格、资源、性能以及学习资料的多样性，最适合作为入门学习的就是 Cyclone系列的芯片。
目标
了解Cyclone系列的芯片的选型。
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参考资料
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小梅哥教程：02A_【学习教材】FPGA系统设计与验证实战指南_V3.0?
02B_【学习教材】小梅哥FPGA逻辑设计进阶教程2020版V1.0 -
正点原子开拓者教程：开拓者FPGA开发指南V1.5 -
野火征途教程：征途Pro《FPGA Verilog开发实战指南——基于Altera EP4CE10》（上下）
国内外 FPGA 产业现状
首先我们来说一下全球主要生产 FPGA芯片的几大厂商，最被人们熟知的就是 Xilinx和 Altera两家巨头，紧排其后的就是 Lattice公司。
xilinx公司
Xilinx 公司作为全球 FPGA市场份额最大的公司，其发展动态往往也代表着整个FPGA行业的动态，Xilinx 每年的都会在赛灵思开发者大会（XDF）上发布和提供一些新技术，很多 FPGA领域的最新概念和应用往往也都是由 Xilinx 公司率先提出并实践，其高端系列的 FPGA几乎达到了垄断的地位，是目前当之无愧的 FPGA业界老大，也是IC 圈很知名的设计公司。
Altera公司
Altera公司于 2015 年被 Intel 斥资 167 亿美元收购，占全球 FPGA市场份额第二。但是自从被 Intel收购以后，似乎“Altera”这个品牌名就被雪藏了起来，不再提起了，但“Altera”的大名永远不会被历史遗忘。Intel将 FPGA专注为自己的产业布局，并打造新属于自己的生态圈，在中高端 FPGA领域也占有很重要地位。
Lattice公司
Lattice公司以其低功耗产品著称，占全球 FPGA公司，苹果 7 手机内部搭载的 FPGA芯片就是 Lattice公司的产品。Lattice公司是目前唯一一家在中国有研发部的外国FPGA厂商，也为国产 FPGA厂商培养了很多业内优秀的管理人员和技术人员，当年国内企业欲收购 Lattice，而被美国以违反国家安全的名义否决了收购计划，使国产 FPGA商业化还要走更长的路。
国内外FPGA市场对比
国外三巨头占据 90%全球市场，FPGA市场呈现双寡头垄断格局，Xilinx 、Intel（Altera） 分别占据全球市场 56%和 31%，在中国 FPGA市场中，占比也高达 52%和28%，而目前国内厂商高端产品在硬件性能指标上均与上面三家 FPGA巨头的高端产品有较大差距，国产 FPGA厂商暂时落后。国产 FPGA厂商目前在中国市场占比约 4%，未来随着国产厂商技术突破，FPGA领域国产替代或将是百亿级的机会，替代空间广阔。
国内FPGA厂商主要有 8 家：紫光同创、国微电子、成都华微电子、安路科技、智多晶、高云半导体、上海复旦微电子和京微齐力。
- 目前营收规模均较小，国产
FPGA目前还处于起步期，专利数和国外企业有较大差距。 - 产品角度来看，国产
FPGA在硬件性能指标上也远落后于Xilinx及Intel（Altera）。
对于国产 FPGA厂商来说，目前不少优秀国际人才的加盟给国产企业添加了新的活力。市场也给国产 FPGA提供了千载难逢的机遇，国家政策在支持与倾斜，国内整体集成电路发展水平也在提升，因此现在正是国产 FPGA厂商发展的良好机遇。
选择 CycloneIV 的理由
入门选择
了解了 FPGA的国内外发展现状，读者肯定心存疑虑，为什么我们在选择 FPGA芯片时，既没有选择使用市场份额占有量最大的 Xilinx 公司，也没有选择使用更具特色的Lattice公司，而是选择了 Intel（Altera）公司的 FPGA芯片呢？主要原因有以下几点：
Intel（Altera）FPGA芯片相对于Xilinx同量级的芯片价格更便宜，性价比更高；Intel（Altrea）早年大学计划做的很好，入门资料相对较多；Intel（Altera）的开发工具综合速度较快，软件也容易上手操作。CycloneIV 系列的芯片能够满足入门学习时所有的设计需求。
考虑到价格、资源、性能以及学习资料的多样性，最适合作为入门学习的就是 Cyclone系列的芯片了，我们选择 Intel（Altera）公司的 FPGA芯片开始 FPGA的入门学习。
FPGA入门之后，可以考虑入手高性能系列的 FPGA芯片。
进阶选择
与 Intel（Altera）公司相比，Xilinx 公司在中高端领域芯片的开发和相关资料更加完善。也就是说，对于入门学习来讲，推荐使用 Intel（Altera）公司的 FPGA芯片；
进阶提高的话，推荐使用 Xilinx 公司的 FPGA芯片，而在实际的项目开发中，还需综合考虑成本、性能、开发周期等诸多因素。
Intel（Altea）系列芯片介绍
Intel（Altea）公司在 FPGA行业已深耕多年，已经建立了完备的 FPGA芯片产业体系，针对应用场景的不同，设计并生产了诸多系列的 FPGA芯片，分为 MAX系列、Cyclone系列、Arria系列、Stratix系列和 Agile系列。详情请移步 Intel 官方网站
下面结合官方提供的说明进行简单介绍。
MAX 系列
英特尔 MAX 10 FPGA在低成本、瞬时接通、小外形、可编程逻辑设备中提供了先进的处理功能，能够革新非易失集成。
它们提供支持模数转换器 (ADC) 的瞬时接通双配置，和特性齐全的 FPGA功能，针对各种成本敏感性的大容量应用进行了优化，包括工业、汽车和通信等。
除了 MAX 10 以外，该系列的其他产品都是 CPLD。
Cyclone 系列
Cyclone系列旨在满足用户的低功耗、低成本设计需求，支持用户加快产品上市速度。
每一代 Cyclone FPGA都可帮助用户解决技术挑战，以提高集成度、提升性能、降低功耗和缩短产品上市时间，同时满足用户的低成本要求。
该系列芯片的定位为中低端，市场和教学中的应用最广泛。
Arria 系列
英特尔 Arria设备家族可提供中端市场中的最佳性能和能效。
英特尔Arria设备家族拥有丰富的内存、逻辑和数字信号处理 (DSP) 模块特性集，以及高达 25.78 Gbps 收发器的卓越信号完整性，支持用户集成更多功能并最大限度地提高系统带宽。
此外，ArriaV 和英特尔 Arria设备家族的 SoC产品可提供基于 ARM的硬核处理器系统
(HPS)，从而进一步提高集成度和节省更多成本。
该系列是性价比很高的一款产品。
Stratix 系列
英特尔 Stratix,FPGA和 SoC系列结合了高密度、高性能和丰富的特性，可实现更多功能并最大程度地提高系统带宽，从而支持客户更快地向市场推出一流的高性能产品，并且降低风险。
该系列属于高端高性能的 FPGA。
Agile 系列
英特尔 Agilex FPGA家族采用异构 3D系统级封装 (SiP) 技术，集成了英特尔首款基于 10 纳米制程技术的 FPGA架构和第二代英特尔 Hyperflex FPGA架构，可将性能提升多达 40%，将数据中心、网络和边缘计算应用的功耗降低多达 40%。英特尔Agilex SoC FPGA还集成了四核 ARM Cortex-A53 处理器，可提供高系统集成水平。
该系列属于超高性能的 SoC芯片，在高端应用场景中大放异彩。
Cyclone 系列 FPGA 芯片的命名方法
许多IC 芯片表面都会有一行或多行由字母、数字组成的字符串，这就是芯片的“身份证”，用以表示芯片的相关信息，使用者可通过其了解芯片的生产厂家、产品系列、性能、容量等相关参数,FPGA也不例外。
FPGA生产厂商众多，不同厂商对自家产品都会有自己独特命名方式。前面说到，我们使用的是 Intel（Altea）公司 Cyclone系列的 FPGA芯片，那自然要了解它的命名规则。
命名规则
Cyclone系列 FPGA芯片的命名规则如图所示，名称信息的组成为：
器件系列 + 器件类型（是否含有高速串行收发器） + LE 逻辑单元数量 + 封装类型 + 高速串行收发器的数量（没有则不写） + 引脚数目 + 器件正常使用的温度范围 + 器件的速度等级 + 后缀。
EP4CE1 F17C8N举例
以本开发板所使用的芯片 EP4C E 10 F 17 C 8 N为例进行简单介绍：
EP4C：Altera器件CycloneIV 系列；E/GX：E表示普通逻辑资源丰富的器件，GX表示带有高速串行收发器的器件；10：LE 逻辑单元的数量，单位为 k，10 表示约有 10k 的逻辑单元；C：表示高速串行收发器的数量，该芯片没有高速串行收发器所以不写；F：表示PCB封装类型，F是FBGA封装，E（EQFP）、Q（PQFP）、U（UBGA）、M（MBGA）；17：表示引脚数量，17 代表有 256 个引脚；C：工作温度，C表示可以工作在 0℃到 85℃（民用级），I表示可以工作在-40℃ 到 100℃（工业级），A表示可以工作在-40℃到 125℃（军用级）；8：器件的速度等级，6最大约是500MHz，7最大约是430MHz，8最大约是400MHz，可以看出在Altera的器件中数字越小表示速度越快，而在Xilinx的器件中数字越大表示速度越快；一般来讲，提高一个速度等级将带来 12%到 15%的性能提升，但是器件的成本却增加了 20%大 30%。如果利用设计结构来将性能提升12%到 15%（通过增加额外的流线）,那么就可以降低速度等级，从而节约20%大 30%的成本；N：后缀，N表示无铅，ES代表工程样片。
总结
了解了Cyclone系列的芯片的选型原因、FPGA在国内外的现状、Intel（Altea）系列芯片介、Cyclone系列 FPGA芯片的命名方法绍。
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