FPGA 是如何分类的？FPGA的使用方法

2018-9-6 09:23:08 5505 Actel

0 　　根据 FPGA 基本结构的不同，可以将其分为基于乘积项（Product-Term）技术的 FPGA 和基于查找表（Look-Up-Table）技术的 FPGA 两种。　　　　基于乘积项技术的 FPGA 主要由 3 个模块组成——逻辑单元阵列（Logic Cell Array）、可编程连线（PIA）和 I/O 控制块。逻辑单元阵列是 FPGA 的基本结构，由它来实现基本的逻辑功能。可编程连线负责信号传递，连接所有的宏单元。I/O 控制块负责输入/输出的电气特性控制，比如可以设定集电极开路输出、摆率控制、三态输出等。图 1-2 所示是基于乘积项技术 FPGA的基本原理图。　　　　图 1-2 基于乘积项技术 FPGA 的基本原理图　　　　基于查找表技术的 FPGA 也是目前的一种主流产品。查找表简称为 LUT，其本质就是一个RAM。目前 FPGA 中多使用 4 输入的 LUT，所以每一个 LUT 可以看成一个有 4 位地址线的 16×1的 RAM。当用户通过原理图或 HDL 语言描述了一个逻辑电路以后，FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果，并把结果事先写入 RAM，这样每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。　　　　在完成 FPGA 开发以后，软件会生成一个最终的编程文件，不同类型的 FPGA 使用不同的方法将编程文件加载到 FPGA 中。　　　　基于乘积项（Product-Term）技术的 FPGA 一般采用 EEPROM（或 Flash）保存程序。此类FPGA 一般由厂家提供编程电缆，如 Altera 提供的编程电缆叫 Byteblaster。电缆一端接在计算机的并行打印口上，另一端接在 PCB 板上的一个 10 芯插头上，FPGA 芯片有 4 个管脚（编程脚）与插头相连。图 1-3 所示是这类电缆使用的示例图。　　　　图 1-3 编程电缆使用示例图　　　　基于查找表技术（Look-Up table）技术常使用 SRAM 保存程序。由于 SRAM 工艺的特点，掉电后数据会消失，因此调试期间可以通过电缆配置 FPGA 器件，调试完成后，需要将数据固化在一个专用的 EEPROM 中（用通用编程器烧写），上电时由这片 EEPROM 对 FPGA 加载数据，十几个毫秒后 FPGA 即可正常工作（亦可由 CPU 配置 FPGA）。此类型的 FPGA 一般不可以进行程序加密。　　　　除了上述的两种 FPGA 外，还有一种反熔丝（Anti-fuse）技术的 FPGA，如 Actel、Quicklogic的部分产品就采用这种工艺。反熔丝 FPGA 用法与 EEPROM 的 FPGA 一样，但这种 FPGA 不能重复擦写，所以初期开发过程比较麻烦，费用也比较昂贵。但反熔丝技术也有许多优点，如布线能力更强、系统速度更快、功耗更低、同时抗辐射能力强、耐高低温、可以加密，所以在一些有特殊要求的领域，如军事及航空航天中运用较多。 0
2018-9-6 09:23:08　　评论淘帖0 举报相关推荐 • FPGA虚拟时钟的使用方法 4282 • Xilinx FPGA DCI使用方法 4806 • FPGA设计中动态时钟的使用方法 1195 • 误码仪的使用方法基于FPGA的误码仪设计案例 3940 • Xilinx FPGA全局时钟资源的使用方法 121 • FPGA与高速ADC和DAC的配合使用方法 43 • 对FPGA进行系统设计的Xilinx软件使用方法 856 • FPGA分类 719 • FPGA学习笔记：FIFO IP核的使用方法 3603 • FPGA学习笔记：ROM IP核的使用方法 5040