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Comparação entre os Modelos DE0, DE1-SoC e DE2

Qual Placa Escolher?

Necessidade Placa Recomendada
Aprender conceitos básicos de FPGA DE0
Projetos embarcados e redes DE1-SoC
Desenvolvimento multimídia avançado DE2

Abaixo apresenta-se uma análise comparativa entre as placas de desenvolvimento DE0, DE1-SoC e DE2, destacando suas principais características e aplicações:

Característica DE0 DE1-SoC DE2
FPGA Cyclone III 3C16 Cyclone V SoC 5CSEMA5F31C6 Cyclone II 2C35
Elementos Lógicos (LEs) 15.408 85.000 35.000
Processador Integrado Não disponível Dual-core ARM Cortex-A9 (HPS) Não disponível
Memória SDRAM 8 MB 64 MB no FPGA; 1 GB DDR3 no HPS 8 MB
Memória Flash 4 MB Micro SD Card Slot 4 MB (expansível para 8 MB)
Interface de Programação USB Blaster I USB Blaster II USB Blaster integrado
Recursos de Vídeo Saída VGA 24-bit VGA DAC 24-bit VGA DAC; TV Decoder (NTSC/PAL)
Áudio Não disponível 24-bit CODEC com Line-in, Line-out e Microfone 24-bit CODEC com Line-in, Line-out e Microfone
Comunicação RS-232 e PS/2 Ethernet 10/100/1000, RS-232, PS/2, IrDA Ethernet 10/100, RS-232, PS/2, USB Host/Slave
GPIO 2 conectores de 40 pinos 2 conectores de 40 pinos 2 conectores de 40 pinos com proteção por diodos
Clock Principal 50 MHz 50 MHz e 27 MHz 50 MHz e 27 MHz
LEDs de Usuário 10 11 (10 no FPGA, 1 no HPS) 27 (18 vermelhos e 9 verdes)
Displays 4 displays de sete segmentos 6 displays de sete segmentos 6 displays de sete segmentos + LCD 16x2
Botões e Chaves 3 botões; 10 chaves deslizantes 4 botões; 10 chaves deslizantes 4 botões; 18 chaves DPDT
Aplicações Típicas Ensino de lógica digital e design básico Projetos embarcados, redes e processamento Multimídia, armazenamento e prototipagem avançada
Documentação e Exemplos Inclui exemplos básicos Tutoriais e exemplos para HPS e FPGA Exemplos prontos para áudio, vídeo e comunicação

Principais Diferenciais

  1. DE0:

    • Ideal para iniciantes que desejam aprender lógica digital e FPGA.
    • Custo-benefício: Compacta, acessível e fácil de usar.
    • Limitações: Não possui suporte avançado para áudio ou vídeo.

  2. DE1-SoC:

    • Combina um processador ARM Cortex-A9 integrado com o FPGA, tornando-a ideal para projetos embarcados e redes.
    • Recursos avançados como DDR3, Ethernet Gigabit e suporte a áudio/vídeo de alta qualidade.
    • Boa escolha para projetos de médio porte que requerem processamento integrado.

  3. DE2:

    • Projetada para projetos multimídia complexos e prototipagem avançada.
    • Rico conjunto de periféricos: suporte a áudio, TV decoder, RS-232 e USB.
    • Foco em educação superior e desenvolvimento industrial.

Comparação Genérica das Famílias Cyclone

A família Cyclone de FPGAs da Intel é amplamente utilizada por sua combinação de custo-benefício, eficiência energética e versatilidade. Projetadas para atender desde projetos básicos até aplicações industriais e embarcadas, as diferentes gerações da família Cyclone oferecem avanços significativos em desempenho, capacidade e eficiência.

Tabela Comparativa

Característica Cyclone I Cyclone II Cyclone III Cyclone IV Cyclone V Cyclone 10 LP Cyclone 10 GX
Tecnologia de Fabricação 130 nm 90 nm 65 nm 60 nm 28 nm 60 nm 20 nm
Elementos Lógicos (LEs) Até 20.060 Até 68.416 Até 119.088 Até 150.000 Até 301.000 Até 120.000 Até 220.000
Memória Embutida Até 294 Kbits Até 1.152 Kbits Até 4.095 Kbits Até 6.768 Kbits Até 13.272 Kbits Até 4.608 Kbits Até 11.721 Kbits
Multiplicadores DSP Até 52 Até 150 Até 576 Até 532 Até 1.120 Até 128 Até 144
PLLs 4 4 4 8 12 4 8
Interface de Memória SDRAM SDRAM SDRAM, DDR, DDR2 DDR, DDR2 DDR3, LPDDR2 DDR3 DDR3
Velocidade de Clock Moderada Moderada Alta Alta Muito alta Alta Muito alta
Consumo de Energia Alto Moderado Baixo Muito baixo Muito baixo Muito baixo Muito baixo
I/Os Diferenciais Limitado Sim Sim Sim Sim Sim Sim
Aplicações Típicas Projetos simples Educacionais Sistemas embarcados Comunicações Processamento avançado Sistemas industriais Processamento de sinais

Análise Detalhada das Famílias

1. Cyclone I

  • Lançamento: Primeira geração da família Cyclone.
  • Características:
    • Tecnologia de 130 nm com até 20.060 elementos lógicos.
    • Baixo custo, voltado para projetos educacionais e aplicações simples.
  • Limitações:
    • Suporte limitado a interfaces de memória modernas e baixa densidade de memória embutida.

2. Cyclone II

  • Lançamento: Sucessor do Cyclone I, com melhorias significativas.
  • Características:
    • Tecnologia de 90 nm com até 68.416 LEs.
    • Memória embutida aumentada e suporte a SDRAM.
  • Aplicações:
    • Ideal para projetos educacionais e controladores básicos.

3. Cyclone III

  • Lançamento: Introdução do foco em eficiência energética.
  • Características:
    • Fabricado em 65 nm, com até 119.088 LEs e suporte a DDR e DDR2.
    • Consumo de energia reduzido, tornando-o adequado para dispositivos móveis.
  • Aplicações:
    • Sistemas embarcados, processamento de sinais e redes.

4. Cyclone IV

  • Lançamento: Aumento na capacidade e melhor desempenho em comunicação.
  • Características:
    • Fabricado em 60 nm, com até 150.000 LEs.
    • Suporte a padrões de memória mais rápidos, como DDR2.
  • Aplicações:
    • Comunicação de alta velocidade, incluindo Ethernet.

5. Cyclone V

  • Lançamento: Integração de processamento embutido (SoC).
  • Características:
    • Fabricado em 28 nm com até 301.000 LEs.
    • Introdução do HPS (Hard Processor System) com ARM Cortex-A9.
    • Suporte a DDR3 e LPDDR2.
  • Aplicações:
    • Sistemas embarcados avançados e aplicações industriais.

6. Cyclone 10 LP

  • Lançamento: Focado em aplicações de custo baixo e baixa energia.
  • Características:
    • Fabricado em 60 nm, com até 120.000 LEs.
    • Consumo de energia otimizado.
  • Aplicações:
    • Sistemas industriais e controle embarcado.

7. Cyclone 10 GX

  • Lançamento: Maior capacidade de processamento.
  • Características:
    • Fabricado em 20 nm, com até 220.000 LEs.
    • Suporte a interfaces de alta velocidade e memória DDR3.
  • Aplicações:
    • Processamento de sinais e aplicações de alto desempenho.

Escolha da Família Ideal

Necessidade Família Recomendada
Projetos básicos e educacionais Cyclone I, Cyclone II
Sistemas embarcados e baixo consumo de energia Cyclone III, Cyclone 10 LP
Comunicação e processamento multimídia Cyclone IV
Projetos industriais e processamento avançado Cyclone V
Aplicações de alta velocidade e desempenho Cyclone 10 GX

Resumo

A família Cyclone oferece opções para uma ampla gama de aplicações, desde aprendizado básico até projetos industriais avançados. À medida que a série avança, há aumentos significativos em densidade, eficiência energética e suporte a interfaces modernas.