外部メモリー・インターフェイス Agilex™ 7 FシリーズおよびIシリーズFPGA IPユーザーガイド

ID 683216
日付 3/29/2024
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ドキュメント目次

3.1.3. Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズEMIFのアーキテクチャー: I/Oバンク

各I/O行には最大4つのI/Oバンクが含まれます。実際のバンク数は、デバイスのサイズとピンパッケージによって異なります。

各I/Oバンクは2つのサブバンクで構成され、それぞれのサブバンクには次のコンポーネントが含まれます。

  • ハード・メモリー・コントローラー
  • シーケンサー・コンポーネント
  • I/O PLL およびPHYクロックツリー
  • DLL
  • 入力DQSクロックツリー
  • 48ピン (それぞれが12ピンの4つのI/Oレーンで編成されます)

単一のI/Oサブバンクには、外部メモリー・インターフェイスの構築に必要なすべてのハードウェアが含まれています。隣接する複数のサブバンクを連結することにより、より広いインターフェイスを作成することができます。

図 5.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズデバイスのI/Oバンク・アーキテクチャー


I/Oバンク内では、上側のサブバンクがダイのエッジ近くに配置され、下側のサブバンクがFPGAコアの近くに配置されています。

サブバンク間にはインターコネクトがあり、それによってサブバンクを1列のチェーンにしています。以下の図は、さまざまなサブバンクのI/Oレーンをチェーン接続し、さまざまな Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズデバイスのバリアントにおいて上部と下部のI/O行を形成している様子を表しています。これらの図は、デバイスパッケージの裏面に対応するシリコンダイの上面図を表しています。

図 6.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF012およびAGF014、パッケージR24A/R24Bの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 7.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF012およびAGF014、パッケージR24A/R24Bの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 10.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR25Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び

AGF022およびAGF027、パッケージR25Aの上部I/O行では、バンク3Aとバンク3Fが隣接していないため、EMIFインターフェイスをこの2つのバンクに広げることはできません。

図 11.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR25Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 12.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027デバイス、パッケージR29Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク3E、バンク3F、上側サブバンク3BのI/Oレーン0、および上側サブバンク3CのI/Oレーン0はボンディングされていません。

図 13.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027デバイス、パッケージR29Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク2A、バンク2D、下側サブバンク2BのI/Oレーン3、および下側サブバンク2CのI/Oレーン3はボンディングされていません。

図 14.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027デバイス、パッケージR31Bの上部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク3E、バンク3F、上側サブバンク3BのI/Oレーン0、および上側サブバンク3CのI/Oレーン0はボンディングされていません。

図 15.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027デバイス、パッケージR31Bの下部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク2A、バンク2B、下側サブバンク2EのI/Oレーン3およびI/Oレーン2はボンディングされていません。

図 16.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR31Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク3E、バンク3F、上側サブバンク3BのI/Oレーン0、および上側サブバンク3CのI/Oレーン0はボンディングされていません。

図 17.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR31Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク2A、バンク2B、下側サブバンク2EのI/Oレーン3およびI/Oレーン2はボンディングされていません。

図 18.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR24Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 19.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF022およびAGF027デバイス、パッケージR24Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 20.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR25Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 21.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR25Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 22.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF006およびAGF008、パッケージR16Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 23.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF006およびAGF008、パッケージR16Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 24.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF006およびAGF008、パッケージR24Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 25.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF006およびAGF008、パッケージR24Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 26.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF012およびAGF014、パッケージR24Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 27.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF012およびAGF014、パッケージR24Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 28.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR24Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 29.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR24Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 30.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI019およびAGI023、パッケージR31Bの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 31.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI019およびAGI023、パッケージR31Bの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 32.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI019およびAGI023、パッケージR18Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 33.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI019およびAGI023、パッケージR18Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 34.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI035およびAGI040、パッケージR39Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 35.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI035およびAGI040、パッケージR39Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 36.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR31Cの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 37.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF019およびAGF023、パッケージR31Cの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 38.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI027、パッケージR29Bの上部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク3E、バンク3F、上側サブバンク3BのI/Oレーン0、および上側サブバンク3CのI/Oレーン0はボンディングされていません。

図 39.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI027、パッケージR29Bの下部I/O行におけるサブバンクの並び

バンク2A、バンク2D、下側サブバンク2BのI/Oレーン3、および下側サブバンク2CのI/Oレーン3はボンディングされていません。

図 40.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI041、パッケージR29Dの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 41.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI041、パッケージR29Dの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 42.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027、パッケージR31Aの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 43.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI022およびAGI027、パッケージR31Aの下部I/O行におけるサブバンクの並び
図 44.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI041、パッケージR31Bの上部I/O行におけるサブバンクの並び
図 45.  Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGI041、パッケージR31Bの下部I/O行におけるサブバンクの並び

AGI041、パッケージR29Dでは、ピンJB26とJH26はそれぞれ、選択しているOPNで REFCLK_GXRR15C_CH2p および REFCLK_GXRR15C_CH2n として利用可能です。次のピンを使用する場合は、「AGI041、パッケージR29DでJB26、JH26、JP26、JL27を使用する際の制約」のセクションで示されているレイアウト・ガイドラインに従う必要があります。

  • JB26 (REFCLK_GXRR15C_CH2p)
  • JH26 (REFCLK_GXRR15C_CH2n)
  • JP26 (2Dの下側サブバンク、レーン2のI/Oピン)
  • JL27 (2Dの下側サブバンク、レーン2のI/Oピン)

I/Oバンク内の2つのサブバンクは、各サブバンクに少なくとも1つのI/Oレーンがボンディングされており、EMIFで利用できる場合は、互いに隣接しています。図中の青い線は、サブバンク間の接続を示しています。

例えば、 Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズAGF012およびAGF014デバイスの上部の行 (図6) では、次の内容が当てはまります。

  • 3Aの上側サブバンクは、3Aの下側サブバンクと3Bの下側サブバンクに隣接しています。
  • 3Bの上側サブバンクは、3Bの下側サブバンクと3Cの上側サブバンクに隣接しています。
    • 3Bの上側サブバンクは、3Cの上側サブバンクに隣接しています。これは、2つのサブバンク間にジッパーブロックがある場合でも該当します。
  • 3Bの上側サブバンクは、3Aの下側サブバンクに隣接していません。

インターフェイスで複数のサブバンクを占有する必要がある場合は、それらのサブバンクが相互に隣接していることを確認してください。I/Oバンク内のピンの位置は、デバイスのピンアウトファイルのIndex within I/O Bankの値に基づき特定することができます。

ジッパーブロック

ジッパーは、必要な配線調整を行うブロックです。ここでは、配線ワイヤーがジッパーと交差します。

I/Oサブバンクの使用方法

I/Oバンクのピンは、外部メモリー・インターフェイスのアドレスおよびコマンドピン、データピン、またはクロックおよびストローブピンとして使用することができます。幅の狭いインターフェイスであるDDR4 x8インターフェイスは、単一のI/Oサブバンクのみで実装することができます。72ビットまでの幅の広いインターフェイスは、複数バンクのインターフェイスで隣接する複数のサブバンクをコンフィグレーションすることにより実装することができます。

注: 特定のサブバンクを複数のEMIFで共有することはできません。
注: DDR4のハードPHY-Onlyコンフィグレーションの場合、最小x16から最大x72までのインターフェイス幅を実装することができます。

すべてのサブバンクにはハード・メモリー・コントローラーが含まれており、DDR4での使用にコンフィグレーションすることができます。複数バンクのインターフェイスでは、1つのサブバンクのコントローラーのみがアクティブになります。残りのサブバンクのコントローラーはオフになり、電力消費を抑えます。

複数バンクの Intel Agilex® 7 FシリーズおよびIシリーズEMIFインターフェイスを使用するには、次の規則に従う必要があります。

  • 1つのサブバンクをアドレスおよびコマンドバンクとして指定します。
  • アドレスおよびコマンドサブバンクには、すべてのアドレスおよびコマンドピンを含める必要があります。
  • アドレスおよびコマンドサブバンク内の個々のアドレスおよびコマンドピンの位置は、ハード・メモリー・コントローラーの使用の有無にかかわらず、ピンの表で定義されているピンマップに従う必要があります。ピンの表は、ピンアウトファイル (https://www.intel.co.jp/content/www/jp/ja/support/programmable/support-resources/devices/lit-dp.html) より入手可能です。
  • ハード・メモリー・コントローラーを使用する場合、アドレスおよびコマンドサブバンクにはアクティブなハード・コントローラーが含まれます。

サブバンクはすべて、アドレスおよびコマンドバンクとして機能することができます。複数のサブバンクに広がるインターフェイスの場合、 Quartus® Prime開発ソフトウェアでは、アドレスおよびコマンドバンクをインターフェイスの中央のバンクに配置することが求められます。ただし、この規則の唯一の例外として、ハード化されているプロセッサー・サブシステムの外部メモリー・インターフェイスがあります。