測試與量測用途

通訊測試和監視設備的產品形形色色，橫跨無線、有線、光學和電信市場。這類產品包括網路/通訊協定分析器、頻譜分析儀、位元錯誤率測試儀 (BERT)、網際網路通訊協定語音 (VoIP) 測試儀、SONET/SDH 測試儀等。

設計通訊測試產品面臨三重挑戰：

1. 必須搶先設備製造商支援各式各樣標準，例如 PCI Express* (PCIe-gen3 與 PCIe-gen4*)，以及 10 Gigabit Ethernet (10GbE)。
   
2. 為支援新興標準、新特點以及新功能，升級產品的壓力如影隨形
3. 必須整合高效能，減少主機板數量
   

因此，設計師需要可程式化的解決方案，為他們提供升級與延長測試儀設備壽命的彈性。業務與設計都要求可程式性，FPGA 因而成了這類應用的完美解決方案。

下圖說明了在多埠網路/通訊協定分析器中，Intel® FPGA 與 Intel® FPGA 智慧財產功能 (IP) 的使用情況。典型的測試儀線路卡有三個關鍵的功能塊：產生器、訊框器/媒體存取控制 (MAC) 及分析器。 產生器產生測試型樣後，隨即傳送至訊框器進行框架處理，接著再傳送到待測裝置 (DUT)。資料自 DUT 回傳後，訊框器便會將資料傳送到分析儀，進行位元錯誤率 (BER) 測試、色階分佈圖等各種測試程序。

重要系統架構變數

• 每張線路卡的連接埠數目
• 功率（每張主機板的總功率耗散：最大 50 – 60 W）
• 多個網路通訊協定各不相同的連接埠（乙太網路、GbE、光纖等）
• 軟體/硬體分割（1 – 7 層）

多埠網路/通訊協定分析器

解決方案

Intel Stratix-10 的架構功能豐富，為通訊測試儀設備生產需求，提供了優異的解決方案。這些可程式化的裝置系列，為系統設計師提供了任何其他裝置解決方案所沒有的彈性、效能、整合與設計資源。這些裝置搭配 Intel 豐富的 IP 核心產品組合，為設計師提供了領先業界的開發解決方案，讓他們打造新一代的通訊測試儀設備。

Intel Stratix-10 系列的 FPGA 採用高效能架構，加快了區塊型設計的速度，締造出最極致的系統效能。Intel Stratix-10 裝置包含高達 2.75M 的等價邏輯元件 (LE)、最高 229 Mb 的內嵌記憶體、多達 11,520 個 18x19 高效能乘法器的高效能變精度數位訊號處理 (DSP) 區塊，以及符合多數常見介面標準的彈性 I/O。 系列包括 SX、GX、TX、MX，提供各式各樣的功能集與效能選項，可為新一代的需求搭配最佳的解決方案。Stratix-10MX 系列功能內建 3.25GB 至 16GB 高頻寬記憶體 (HBM)，輸送量最高可達 512GB/S， 同時透過領先業界的整合方式，大幅縮小了整體解決方案規模，可靠性更高。Stratix-10SX 裝置內建 64 位元 ARM Cortex-A53 APU 複雜完整的軟體支援與軟體（GPOS 與 RTOS）開發加速工具。

Intel Stratix-10 系列裝置的生產裝置，收發器的資料速率最高可達 58 Gbps、可在 PAM4 與 NRZ 作業之間順暢切換，而且全雙工收發器頻道多達 144 個，能夠提供 PCIe 1.1、2.0、3.0 這類多序列通訊協定所需的準確度。（如需 PCI Express* Gen4 x16 在內最新周邊裝置的互連解決方案，請傳送電子郵件或致電。） 部分系列產品包含內建的收發器，提供的解決方案不僅符合成本效益，更節省了通訊測試儀產品的主機板空間。Intel Stratix-10 裝置具備訊框處理、BER 測試，以及時脈訊號同步這類輸入與輸出資料處理功能所需的內嵌記憶體與 LE 資源。Stratix-10 裝置還具備 100 Gigabit 乙太網路 MAC，以及各種 FEC 解決方案。

Intel Arria-10® FPGA 系列的創新獨一無二，例如嵌入式雙核心 ARM* Cortex*-A9 MPCore* 處理器。這款硬式處理器系統 (HPS) 包含豐富的強化周邊裝置，以及高效能且安全的子系統。Arria-10 系列提供高達 78 個高速傳輸晶片資料傳輸率最快達 25.78 Gbps 的全雙工收發器、12.5 Gbps 後方面板和高達 1,150K 的等價邏輯元件 (LE)、強化記憶體介面，以及功率最佳化的核心架構，而且這套架構包含重新設計的適應性邏輯模組 (ALM)、變精度的 DSP 區塊、分散式記憶體區塊，以及分數時脈合成鎖相迴路 (PLL)。

Intel Cyclone FPGA 成本低廉，最適合需要壓低每個連接埠價格的用途。Cyclone 裝置可搭配 Intel IP 核心使用，例如 10/100 乙太網路 MAC 控制器核心，以縮短設計時間。Nios® II 嵌入式處理器可用於執行系統內的部分控制功能。將各種獨立裝置整合成單一 Intel Cyclone 裝置，既可減少主機板元件數量，還能降低設計成本並縮短時間。Cyclone 裝置的裝置架構效率高，符合成本導向通訊測試產品對效能與價格的需求。搭載 Intel IP 核心的 Cyclone 裝置成本低廉，有助於縮短開發週期，加快上市速度，大幅節省成本。

Intel MAX10 這套解決方案也很適合用於系統匯流排轉換，以及複雜的電源供應系統管理，包括 Intel Enpirion® 系列旗下預先驗證的電源管理解決方案，而且這個系列的整合式高效率負載點電源管理解決方案，是專為所有 Intel PSG FPGA 裝置所設計與驗證。

Intel 提供各種適用於測試儀設備的 IP 核心。SFI、SPI3、SPI4.x、SGMII 與 XAUI 這類高速傳輸晶片介面，以及 DDR3 與 RLDRAM III 這類記憶體介面，均可從 Intel FPGA IP 產品組合網站下載。

搭載 8x56Gbps 收發器的 400GE 測試儀

有線和無線通訊測試系統這類通訊測試儀，涵蓋一系列「特定標準的」測試解決方案，需要最新的頂級邊緣效能功能，才能實現新興通訊產業，例如 400G/800G 乙太網路或 5G 無線通訊測試系統。

Stratix-10 系列裝置採用獲獎的 Stratix 架構，包括訊號同步和時序分析這類輸入與輸出腳位處理功能所需的嵌入式記憶體與 LE 資源。Intel Stratix 裝置系列整合了高達 60 個 58Gbps 收發器（或 120 個 NRZ 收發器），以及另外的 24 個 28.3Gbps 與 17.4Gbps 收發器，具備 PCIe-Gen3 這類序列通訊協定所需的訊號完整性。Stratix-10 裝置還具備 100 Gigabit 乙太網路 MAC，以及適用於 Gigabit 乙太網路用途的各種 FEC 解決方案。 （如需 PCI Express* Gen4 x16 在內最新周邊裝置的互連解決方案，以及新一代 Gigabit 收發器適用的 Intel PSG 解決方案、High End FEC 解決方案和大量的 TeraFLOPS DSP 解決方案，請傳送電子郵件或致電。）

半導體自動測試設備 (ATE) 包含各種設備或卡，用途包括在晶圓與封裝階段測試記憶體、數位、混合訊號以及系統單晶片 (SoC) 元件。這類測試系統在消費者、運算和通訊市場需求的帶動之下，日新月異。現今的 ATE 產品必須以前所未有的速度提供更強大的功能，才能跟上半導體產業創新的腳步。

可程式化的邏輯既彈性又可擴充，對於開發 ATE 產品至關重要。時序準確性、記憶體控制、數位訊號處理 (DSP) 分析、高速 I/O 功能，以及信號干擾合規性等功能，均由可程式化的邏輯提供服務。下圖顯示的是 ATE 系統中典型的設備卡。ATE 產品日益複雜，在可程式化邏輯整合的智慧財產 (IP) 與日俱增。

Intel 提供各種適用於 ATE 產品的 IP 核心。DDR3、DDR4 與 RLDRAM III 這類記憶體介面，或是 PCI Express* (PCIe-gen3)、SFI 與 SerialLite（輕量高頻寬點對點資料通訊協定）這類高速匯流排介面，均可從 Intel FPGA IP 產品組合網站下載。（如需 PCI Express* Gen4 x16 在內最新周邊裝置的互連解決方案，請傳送電子郵件或致電。）

典型的 ATE 測試站

解決方案

Stratix-10®、Arria-10® 與 Cyclone® 裝置系列的架構功能豐富，為 ATE 生產提供了優異的解決方案。這些裝置系列，為系統設計師提供了任何其他裝置解決方案所沒有的彈性、效能、整合與設計資源。這些矽晶片產品搭配 Intel 龐大的 IP 核心產品組合，為設計師開發下一代 ATE 平台，提供了領先業界的解決方案。

Stratix-10 系列 FPGA 2.75M 等價邏輯元件 (LE) 具有最高 229 Mb 的內嵌記憶體、多達 11,520 個 18x19 高效能乘法器的高效能變精度數位訊號處理 (DSP) 區塊，以及符合多數常見介面標準的彈性 I/O。 系列包括 SX、GX、TX、MX，提供各式各樣的功能集與效能選項，可為新一代的需求搭配最佳的解決方案。Stratix-10MX 系列功能內建 3.25GB 至 16GB 高頻寬記憶體 (HBM)，輸送量最高可達 512GB/S， 同時透過領先業界的整合方式，大幅縮小了整體解決方案規模，可靠性更高。Stratix-10SX 裝置內建 64 位元 ARM Cortex-A53 APU 複雜完整的軟體支援與軟體（GPOS 與 RTOS）開發加速工具。

Stratix-10 系列裝置採用獲獎的 Stratix 架構，包括訊號同步和時序分析這類輸入與輸出腳位處理功能所需的嵌入式記憶體與 LE 資源。Intel Stratix 裝置系列整合了高達 60 個 58Gbps 收發器（或 120 個 NRZ 收發器），以及另外的 24 個 28.3 與 17.4 Gbps 收發器，具備 PCIe Gen3 這類序列通訊協定所需的訊號完整性。（如需 PCI Express* Gen4 x16 在內最新周邊裝置的互連解決方案，以及新一代 Gigabit 收發器適用的 Intel PSG 解決方案、High End FEC 解決方案和大量的 TeraFLOPS DSP 解決方案，請傳送電子郵件或致電。） Stratix-10 裝置還具備 100 Gigabit 乙太網路 MAC，以及各種 FEC 解決方案。

Intel Arria-10® FPGA 系列的創新獨一無二，例如嵌入式雙核心 ARM* Cortex*-A9 MPCore* 處理器。這款硬式處理器系統 (HPS) 包含豐富的強化周邊裝置，以及高效能且安全的子系統。Arria-10 系列提供高達 78 個高速傳輸晶片資料傳輸率最快達 25.78 Gbps 的全雙工收發器、12.5 Gbps 後方面板和高達 1,150K 的等價邏輯元件 (LE)、強化記憶體介面，以及功率最佳化的核心架構，而且這套架構包含重新設計的適應性邏輯模組 (ALM)、變精度的 DSP 區塊、分散式記憶體區塊，以及分數時脈合成鎖相迴路 (PLL)。

Intel 提供各種適用於測試儀設備的 IP 核心。DDR3、DDR4 與 RLDRAM III 這類高速傳輸晶片介面與記憶體介面，均可從 Intel FPGA IP 產品組合網站下載。

對於必須壓低每一根腳位價格的用途，Intel Cyclone FPGA 系列高密度、低成本的裝置正是一時之選。Cyclone 裝置可與 Nios® II 嵌入式處理器這類 Intel IP 核心搭配使用，執行大幅縮短設計時間的控制功能。這種嵌入式 IP 功能可縮短開發週期、降低成本，並且加快上市時間。各種周邊裝置整合到單一的 Intel Cyclone 系列裝置後，主機板上的獨立元件數量減少，相關的設計成本降低且時間縮短，進而大幅節省了成本。Intel Cyclone 系列裝置的裝置架構效率極高，可滿足 ATE 產品對效能與整合的需求。

測試與量測儀器

一般用途測試儀器包含示波器、邏輯分析器、訊號產生器、視訊測試設備、汽車測試設備等產品。這類產品可用於實驗室或製造設施等環境的多種用途。

可程式化邏輯對於開發一般用途的測試儀器舉足輕重。FPGA 彈性且可擴充，可加快上市時間，並且降低風險。除此之外，整合功能突飛猛進，可程式化邏輯於是成了硬體與軟體開發團隊新登場的重頭戲。

除了運用可程式化邏輯，隨著效能需求與電路密度增加，新的電路結構也紛紛湧現。業界不但大量採用新式匯流排（往往必須動用高速序列資料傳輸），系統單晶片 (SoC) 與可程式化系統單晶片 (SOPC) 裝置更是隨處可見。如今，設計師必須處理極度複雜的設計與電路結構，電路除錯的難度不僅隨之提高，必要性更是與日俱增。

FPGA 在可攜式示波器的常見用途

FPGA 在視訊測試設備的常見用途

解決方案

Stratix-10®、Arria-10® 與 Cyclone® 裝置系列的架構功能豐富，為一般用途測試儀器提供了優異的解決方案。這些裝置系列，為系統設計師提供了任何其他裝置解決方案所沒有的彈性、效能、整合與設計資源。這類矽晶片產品搭配 Intel 龐大的 IP 核心產品組合，為設計師提供了領先業界的解決方案，可用於開發新一代的 ATE 平台，以及高頻寬的視訊測試平台。

Stratix-10 系列 FPGA 2.75M 等價邏輯元件 (LE) 具有最高 229 Mb 的內嵌記憶體、多達 11,520 個 18x19 高效能乘法器的高效能變精度數位訊號處理 (DSP) 區塊，以及符合多數常見介面標準的彈性 I/O。 系列包括 SX、GX、TX、MX，提供各式各樣的功能集與效能選項，可為新一代的需求搭配最佳的解決方案。Stratix-10MX 系列功能內建 3.25GB 至 16GB 高頻寬記憶體 (HBM)，輸送量最高可達 512GB/S， 同時透過領先業界的整合方式，大幅縮小了整體解決方案規模，可靠性更高。Stratix-10SX 裝置內建 64 位元 ARM Cortex-A53 APU 複雜完整的軟體支援與軟體（GPOS 與 RTOS）開發加速工具。

Stratix-10 系列裝置採用獲獎的 Stratix 架構，包括訊號同步和時序分析這類輸入與輸出腳位處理功能所需的嵌入式記憶體與 LE 資源。Intel Stratix 裝置系列整合了高達 60 個 58Gbps 收發器（或 120 個 NRZ 收發器），以及另外的 24 個 28.3Gbps 與 17.4Gbps 收發器，具備 PCIe Gen3 這類序列通訊協定所需的訊號完整性。（如需 PCI Express* Gen4 x16 在內最新周邊裝置的互連解決方案，以及新一代 Gigabit 收發器適用的 Intel PSG 解決方案、High End FEC 解決方案和大量的 TeraFLOPS DSP 解決方案，請傳送電子郵件或致電。） Stratix-10 裝置還具備 100 Gigabit 乙太網路 MAC，以及各種 FEC 解決方案。

Intel Arria-10® FPGA 系列的創新獨一無二，例如嵌入式雙核心 ARM* Cortex*-A9 MPCore* 處理器。這款硬式處理器系統 (HPS) 包含豐富的強化周邊裝置，以及高效能且安全的子系統。Arria-10 系列提供高達 78 個高速傳輸晶片資料傳輸率最快達 25.78 Gbps 的全雙工收發器、12.5 Gbps 後方面板和高達 1,150K 的等價邏輯元件 (LE)、強化記憶體介面，以及功率最佳化的核心架構，而且這套架構包含重新設計的適應性邏輯模組 (ALM)、變精度的 DSP 區塊、分散式記憶體區塊，以及分數時脈合成鎖相迴路 (PLL)。

Intel 提供各種適用於測試儀設備的 IP 核心。DDR3、DDR4 與 RLDRAM III 這類高速傳輸晶片介面與記憶體介面，均可從 Intel FPGA IP 產品組合網站下載。

對於必須壓低每一根腳位價格的用途，Intel Cyclone FPGA 系列高密度、低成本的裝置正是一時之選。Cyclone 裝置可與 Nios® II 嵌入式處理器這類 Intel IP 核心搭配使用，執行大幅縮短設計時間的控制功能。這種嵌入式 IP 功能可縮短開發週期、降低成本，並且加快上市時間。各種周邊裝置整合到單一的 Intel Cyclone 系列裝置後，主機板上的獨立元件數量減少，相關的設計成本降低且時間縮短，進而大幅節省了成本。Intel Cyclone 系列裝置的裝置架構效率極高，可滿足 ATE 產品對效能與整合的需求。

Intel 提供各種適用於測試儀設備的 IP 核心。SFI、SPI3、SPI4.x、SGMII 與 XAUI 這類高速傳輸晶片介面，以及 DDR3 與 RLDRAM III 這類記憶體介面，均可從 Intel 下載。

模組化測試系統

示波器和邏輯分析器這類一般用途測試與量測設備的設計者，向來是採用客製化設計的硬體。隨著低成本、高彈性的需求與日俱增，採用 PXI (PCI extensions for instrumentation) 的模組化儀器也越來越普及。這類系統共用硬體資源（例如機殼、電源供應、CPU），並且利用使用者定義的軟體自訂量測，以及支援新興的標準。  

如今您可針對特定應用需求執行以下作業：

• 針對 PCI Express 使用 Intel FPGA IP，輕輕鬆鬆實作模組化的 PCIe 介面機能板。
• 在 Stratix® 系列 FPGA 內，整合最高達 12.5 Gbps 的多個序列化程式/還原序列化程式 (SERDES) 通道
• 使用 Intel Stratix 與 Intel Arria® 系列 FPGA 以及 Intel Quartus® Prime 設計軟體，迅速建立自訂功能與介面

模組化導向系統

可攜式裝置

可攜式掌上型裝置可實作現場測試設備，例如萬用表、掌上型示波器，以及汽車診斷裝置。

這類可攜式裝置均使用大量獨立元件與 CPU 實作。然而，實作這類自訂硬體平台所花費的時間較長，耗用的資源更多，因此導致了以下情況：

• 未開發自訂應用區塊，反倒是浪費精力開發標準區塊
• 多個獨立 ASSP 與 CPU 元件有過時之虞
• ASIC 的整合風險、成本與僵化

有了最新的 Intel Quartus® Prime 開發工具、DSP Builder for Intel FPGAs、Nios® II 嵌入式處理器，以及 Intel Cyclone®、Intel Arria® 與 Intel Stratix® 系列 FPGA 的可程式化硬體功能，您可以：

• 將多個 ASSP 裝置與 CPU 整合為不受應用影響的單一 FPGA
• 在單一 FPGA 上，將獨立功能實作於多部 Nios II 處理器
• 將協同處理邏輯與 Nios II 處理器結合，「增強」功能的效能
• 輕鬆將所有特定應用功能和標準智慧財產 (IP) 功能與 SOPC Builder 整合

其他生產力優勢包括：

• 重複利用先前設計 IP 開發的心血
• 利用其他的 Intel FPGA 以及夥伴的 IP 區塊
• 將特定應用的類比 I/O 與感應器電路分割成模組化子卡

下圖顯示 Intel Cyclone、Intel Arria 或 Intel Stratix 系列 FPGA，如何使用一或多款 Nios II 處理器（包括自訂邏輯）實作可程式化系統單晶片 (SOPC)。您可加入使用者介面、特定應用類比功能，以及網路連線功能，讓可攜式裝置更臻完美。

可攜式測試裝置

業界知名的整合式 NIOSII FPGA 嵌入式 32 位元處理器，能讓可攜式測試裝置如虎添翼。Cyclone FPGA 提供的整合，不僅將手持系統主機板佔用的空間縮到最小，功率效率更是領先業界。Arria-10 以高階可攜式這個產業類別為服務對象，儘管電池電力依舊對這個類別至關重要，但等級更高的系統效能更是不可或缺的一環。有了 Arria-10，使用者可利用 SX 系列內嵌的 Dual ARM Cortex-A9 APU 與子系統，執行豐富的 RTOS 套件，以及隨附豐富 GUI 的豐富 GPOS，例如新式的 Linux 核心。這些 FPGA 的這類整合功能包括處理器（NIOSII 或 Dual ARM Cortex-A9）、LPDDR 記憶體控制器、節能的 DSP、各種類型的周邊裝置互連、顯示驅動程式、大量的 LVDS I/O，以及新增的 PCIe 功能。資料擷取和主機板功能也可以整合，將多個主機板解決方案化繁為簡，精簡可攜式測試儀的數量與大小。