FPGA基础之逻辑单元LE(一)

FPGA基础之逻辑单元LE(一)

LE(logic element)是Altera FPGA基本的组成单元之一,在官方的手册中经常可以看到有关LE的介绍:FPGA基础之逻辑单元LE(一)_第1张图片
上图是在Cyclone4-handbook当中有关Cyclone 4 E系列器件(以下均以此系列器件为例说明)资源描述的表格,在表格中可以看到,不同型号的器件拥有不同数量的LE(逻辑单元),自然地,数量越多,表示该芯片拥有的逻辑单元数越多,此项的资源越丰富,这也就成为了设计者在设计之初,为设计选择FPGA器件的时候的一个参考项。

那么LE到底在FPGA器件中是怎么分布的,每一个LE内部又是什么样的结构,借助于Quartus开发环境中的Chip Planner,可以直观的有一个了解,下图便是在选择ep4ce6e22c8器件后,软件中的结构图:
FPGA基础之逻辑单元LE(一)_第2张图片
图中蓝色部分便是器件中排布的LAB,每个LAB可以简单的理解为是由十六个LE和丰富的布线资源组成的,如下图所示:
FPGA基础之逻辑单元LE(一)_第3张图片
上图中空白的LE便是在设计中没有用到的部分,深蓝色的部分便是在设计中使用到的逻辑资源,数字逻辑目前常见的也就是组合逻辑和时序逻辑,因此作为FPGA的基本的组成单元LE也是由两个部分组成的,进一步观察LE的组成便可以知道,如下图所示:
FPGA基础之逻辑单元LE(一)_第4张图片
FPGA是一种基于查找表(LUT)结构的器件,查找表便体现于LE的组成结构当中,用于实现设计当中的组合逻辑部分;另一个便是触发器,触发器在FPGA的时序逻辑设计中也是非常重要的部分,通过多个触发器的级联便可以形成多位的寄存器,在FPGA代码设计中应用也极为广泛。

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