MAX10 Device Overviewの内容を整理しました。Overviewとは別にデータシートもあります。
目次
特徴
デバイスOverviewによると、
- 内部フラッシュメモリに2つのコンフィグイメージを保存できる
- 内部フラッシュメモリにはユーザ領域もあり
- ADコンバータ内蔵
- Nios IIが動作
そのほか、単電源動作です。
これらの特徴は、シリーズ内の全デバイス共通ではなく、オプションで選択する形になっています。
型番の詳細 (発注情報, Ordering Information)
いつも型番の意味を検索して回る自分のためにメモ。Overviewなどに詳細が書いてあります。
型番の構成
型番をバラすと次のようになっています。
(例) 10M16DAU484I7G → [10M][16][DA][U][484][I][7][G]
- 10M: MAX10
- 16: メンバーコード(LE数)
- DA: フィーチャーコード
- U: パッケージタイプ
- 484: パッケージコード
- I: 動作温度範囲
- 7: スピードグレード
- G: オプション
フィーチャーオプション
前から3ブロック目。1文字目は電源タイプ、2文字目は機能を表しています。
- SC: Single supply – compact features
- SA: Single supply – analog and flash features with RSU option
- DC: Dual supply – compact features
- DF: Dual supply – flash features with RSU option
- DA: Dual supply – analog and flash features with RSU option
電源電圧 (パワーサプライ)
シングル電源(Single Supply)とデュアル電源(Dual Supply)の2つのタイプがあります。IO電圧が電源電圧と違う場合は別途用意する必要があります。
- S: シングル電源
1つの外部電源(3.3Vまたは3.0V)のみで動作する。内部レギュレータで1.2Vが生成され、コアが動作する。 - D: デュアル電源
2つの外部電源(2.5Vと1.2V)で動作する。
電源電圧とIO電圧が同じ場合は、同じレギュレータから供給してもOKです。
シングル電源版は、レギュレータが1つでよいので省スペース。
デュアル電源版は、シングル電源版に比べて高パフォーマンス。1.2Vをスイッチングレギュレータで生成すれば、全体の効率が向上します。リニアレギュレータを使用した場合はシングル電源版と同等。
パッケージごとの電源仕様
バッケージごとに電源電圧が決まっています。
| Package | V36 | V81 | F256 | U324 | F484 | F672 | E144 | M143 | U169 | U324 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 電源 | Dual | Dual | Dual | Dual | Dual | Dual | Single | Single | Single | Single |
機能
- C: Compact
コンフィグイメージを1つ保存できる。 - F: Flash
コンフィグイメージを2つ保存できる。リモードアップデートとメモリ初期化が可能。 - A: Analog
Flashオプションに加えて、内蔵ADCを搭載している。
ADCブロック数、コンフィグイメージ数
選択可能なADC数とコンフィグレーションイメージ数は、カタログやOverviewの製品一覧で確認できます。
| 10M02 | 10M04 | 10M08 | 10M16 | 10M25 | 10M40 | 10M50 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| コンフィグイメージ数 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| ADC | – | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 |
ADコンバータ
- 分解能: 12ビット
- サンプリングレート: 最大1MSPS、温度測定時は50kHz
- 変換範囲:
シングル電源デバイス: 0～3.0Vまたは3.3V
デュアル電源デバイス: 0～2.5V - 内蔵温度検知ダイオードでオンチップ温度測
- 電圧リファレンス: 内部、外部
- 1つのADCブロックに、1つの専用ピンと8つの兼用ピン
デュアルデバイスでは、最大で18入力ピン(=専用ピン×2＋兼用ピン×16)
パッケージ
前から4ブロック目がパッケージタイプ、5ブロック目がパッケージコード。
パッケージタイプ
- V: Wafer-Level Chip Scale (WLCSP)
- E: Plastic Enhanced Quad Flat Pack (EQFP)
- M: Micro FineLine BGA (MBGA)
- U: Ultra FineLine BGA (UBGA)
- F: FineLine BGA (FBGA)
パッケージコード
- 36 : 36ピン, 3×3 mm (WLCSP)
- 81 : 81ピン, 4×4 mm (WLCSP)
- 144 : 144ピン, 22 × 22 mm (EQFP)
- 153 : 153ピン, 8×8 mm (MBGA)
- 169 : 169ピン, 11×11 mm (UBGA)
- 324 : 324ピン, 15×15 mm (UBGA)
- 256 : 256ピン, 17×17 mm (FBGA)
- 484 : 484ピン, 23×23 mm (FBGA)
- 672 : 672ピン, 27×27 mm (FBGA)
使用温度範囲
- C: Commercial (Tj=0～85℃)
- I: Industrial (Tj=-40～100℃)
- A: Automotive (Tj=-40～125℃)
スピードグレード
Intel FPGAでは、数字が小さい方が高性能です。MAX10には、6, 7, 8があります。
僕がいつも探し回る最高クロック速度の情報は、データシートのスイッチング特性の「クロック・ツリーの仕様」(英語版では Clock Tree Specifications)に記載されています。
| 温度 + スピードグレード | 性能 (MHz) |
|---|---|
| -I6 | 450 |
| -A6, -C7, -I7 | 416 |
| -A7 | 382 |
| -C8 | 402 |
オプション
- G: RoHS6
- E: エンジニアリングサンプル(ES)
- P: 有鉛パッケージ
外部メモリインタフェース (External Memory Interface(EMI))
デュアル電源デバイスでは外部メモリインターフェースが使用可能です。
- UniPHY IPとともに使用する
- ビット幅は16ビットまで
| 外部メモリ | IO Standard | ビット幅 | 最大周波数 (MHz) |
|---|---|---|---|
| DDR3 SDRAM | SSTL-15 | 16 bit + 8 bit ECC | 303 |
| DDR3L SDRAM | SSTL-135 | 16 bit + 8 bit ECC | 303 |
| DDR2 SDRAM | SSTL-18 | 16 bit + 8 bit ECC | 200 |
| LPDDR2 SDRAM | HSUL-12 | 16 bit + 8 bit ECC | 200 |
データシートの57ページに次のような記述があります。遅いスピードグレードでは外部メモリインターフェースは使用できないようです。
DDR3 and LPDDR2 SDRAM memory interfaces are only supported on the fast speed grade device.
https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/max-10/m10_datasheet.pdf
マイグレーション
FPGAデザインおよびPCB(基板)を変更せずに、 LE数が異なる同一パッケージ品に置き換えることができます。ただし、
- パッケージ
- 電源仕様
- ADコンバータ数
による制限を受けるので注意が必要です。
ADCによる制限
- シングルADC → シングルADC: 制限なし
- デュアルADC → デュアルADC: 制限なし
- シングルADC → デュアルADC: 制限あり
- デュアルADC → シングルADC: 制限あり
シングルADCとデュアルADCの間でマイグレーションする場合は、1つのアナログ入力専用ピンおよびADC1側の兼用ピン8つのみマイグレーション可能。
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