FPGA数字系统设计(1)——初识FPGA

一、FPGA(Fild Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它的基础是PAL,GAL,CPLD可编程器件的基础上进一步发展的产物。

FPGA的特点:
1、FPGA是专用集成电路(ASIC:集成度高但完成后不可修改的一种电路设计)领域的一种半导体定制电路,既解决了定制电路的不足,有客服了原有可编程器件门电路数有限的缺点;
2、工作方式:查找表的工作方式;
3、程序语言并行执行,执行效率很高;
4、编程语言:Verilog HDL/VHDL;
5、FPGA包含了大量的IP核,方便开发。

FPGA 的类型:
Xilinx(赛灵思)
Altera(阿尔特拉,现已被Intel收购)
Lattice(莱蒂思)
Microsemi(美高森美)

FPGA的内部单元介绍FPGA数字系统设计(1)——初识FPGA_第1张图片
可编程IO单元:可以实现不同的电路特性设计,例如上下拉电阻,驱动电流等;
可编程逻辑单元 :可以根据设计灵活地改变其内部连接配置,从而完成不同的逻辑功能(主要方式:查找表);
底层嵌入单元:主要是指一些功能模式,DSP锁相环等;
嵌入式块RAM:可以被配置为RAM,ROM等常用的存储模块。
布线资源:连接的长度与工业会影响信号的驱动能力和传输速度。
硬核:DDR3\DDR2等,用来驱动外设。

二、FPGA 的开发流程
FPGA数字系统设计(1)——初识FPGA_第2张图片
设计输入:原理图或编程语言;
RTL仿真:功能仿真;
设计综合:将语言翻译为“与”,“与或“,”或“。”非“等语言并输出逻辑网表;
布局和布线:不同的布局与布线会对程序运行有很大的影响;
门级仿真:包括门延时和布局布线延时,可以较好地反映出芯片的实际工作情况;
时序分析:检查工程舒徐是否满足设计要求。

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