FPGA结构概述

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FPGA结构概述
% O3 [5 V" u# L5 t- t# H+ j现场可编程门阵列FPGA作为集成度和复杂程度最高的可编程ASIC。是ASIC的一种新型门类,它建立在创新的发明构思和先进的EDA技术之上。运算器、乘法器、数字滤波器、二维卷积器等具有复杂算法的逻辑单元和信号处理单元的逻辑设计都可选用FPGA实现。以Xilinx的FPGA器件为例,它的结构可以分为3个部分:可编程逻辑块CLB(Configurable Logic Blocks)、可编程I/O模块IOB(Input/Output Block)和可编程内部连接PI (Programmable Interconnect)。CLB在器件中排列为阵列,周围环形内部连线,IOB分布在四周的管脚上。Xilinx的CLB功能很强,不仅能够实现逻辑函数,还可以配置成RAM等复杂的形式。
现场可编程门阵列FPGA是含有大规模数字电路的通用性器件。这些数字电路之间的互联网络是由用户使用更高级的软件来定义的。FPGA可以进行无限次的重复编程,从一个电路到另一个电路的变化是通过简单的卸载互联文件来实现的,极大地推动了复杂数字电路的设计,缩短了故障检查的时间。
0 B3 |# c$ s/ f* j# E# d3 m传统的数字逻辑设计使用TTL电平和小规模的数字集成电路来完成逻辑电路图。使用这些标准的逻辑器件已经被证实是最便宜的手段,但是要求做一些布线和复杂的电路集成板(焊接调试)等工作,如果出现错误,改动起来特别麻烦。因此,采用传统电子设计方案人员的很大一部分工作主要集中在设备器件之间物理连接、调试以及故障解决方面。正是因为FPGA的EDA技术使用了更高级的计算机语言,电路的生成基本上是由计算机来完成,将使用户能较快地完成更复杂的数字电路设计,由于没有器件之间的物理连接,因此调试及故障排除更迅速、有效。

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