FPGA简述

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FPGA : 现场可编程门队列

现场可编程:通过AS,PS,JTAG等方式,可以现场对器件进行编程,以实现各种不同的定制功能。

门: 只能实现基本逻辑的电路称为门,与门非门,或门。

门阵列: 按要实现基本逻辑关系的电路按照阵列的形式排布。

FPGA三要素:

1 可编程逻辑功能块

2 片内互连线 Programmable Interconnect

3 输入输出块 I/O

1 可编程逻辑功能块是实现用户功能的基本单元,多个逻辑功能块通常规则地排成一个阵列结构,分布于整个芯片。

基本组成: 查找表、D触发器、进位链...... 查找表:sram方式实现。 D触发器: 带存储功能。

组合逻辑功能通过查找表LUT实现。

最基本FPGA: LUT + DFF

只用LUT实现组合逻辑

只用D触发器实现的是打拍

LUT+DFF都用实现时序逻辑

2可编程输入输出块: 完成芯片内部逻辑与外部管脚之间的接口。

基本单元包括:输出寄存器 输入寄存器 输出使能寄存器 输入延迟链 输出延迟链 上拉电阻.......

3可编程内部互联资源: 各种长度连线线段和可编程连接开关, 将可编程逻辑块或输入输出块连接起来,构成特定功能的电路。

可编程内部互联资源 : FPGA采用行、列、局部快速通道。

FPGA可编原理:更适合实现多级逻辑功能

intel Xilinx: SRAM-查找表类型。

LUT内部结构:四输入查找表,通过输入选择ram里的值。

1 基于查找表的结构模块:

一个N输入的查找表,可以实现N个输入变量的任何逻辑功能,如N个输入与,N个输入异或等。 输入多于N个的函数,方程必须分开用几个查找表实现。

2 可编程I/O功能:

3 FPGA可选扩展资源:

4 存储器资源:块ram,分布式ram

5 数字时钟管理单元: 分频 倍频 数字延迟 DLL数字电路实现与PLL模拟电路实现

6 算数运算单元: 高速硬件乘法器, 乘加器 (自己写乘法器会有延迟等)

7 高速串行IO接口

8 特殊功能模块: PCIE,DDR等ip核

9 微处理器: Cortex-M3 Cortex-A9