芯片无限验证 - FPGA 技术

在芯片开发中,为了验证芯片的实际运行情况,我们需要跑起来,才算成功,使用软件测试往往因为不能全面的模拟硬件的实际情况,导致开发的应用不能正常的工作起来。

但是芯片的流片是需要一个周期的,所以会给芯片开发带来很大难度。

这个时候,人们就想到,可不可以使用一种技术来代替流片,来减少流片带来的开发周期。

于是 PAL、GAL、EPLD、CPLD 等可编程器件就在这个时间点被发明出来。

需求刺激生产,创业改变世界。

从一次性编程的PAL技术到可以多次编程的EPLD技术,
从EPLD复杂的处理过程到 FPGA 的上电逻辑自加载。

FPGA 技术就是这样应运而生。


其实FPGA的技术原理也非常简单,我们来看看FPGA技术是怎么实现的:

FPGA全称为可编程逻辑门整列 Field-Programmable Gate Array。
看这个名字,我们要知道的是,这是从逻辑门上实现的功能效果。

在数字电路中,我们知道,逻辑门实现的逻辑的输入和输出都只有两种,及0 和 1.

下面我们来看一个七段LED显示译码器的数字逻辑门逻辑图:
芯片无限验证 - FPGA 技术_第1张图片
将上图的使能信号剔除,其实最后控制的只要三个信号作用在最后的与门上,产生8个我们规定的输出即可。

可以看出这个输出的关键就在连线的逻辑上面,上图中这么多线交叉排列,我们怎么确定这个节点是接通还是断开呢。

先不说这个问题,我们来看看门阵列的原理。
芯片无限验证 - FPGA 技术_第2张图片
有没有感觉上图也是连线的问题,而这个或阵列链接通过 随机存储器 (SRAM) 就可以自定义完成接通或者断开。

是不是感觉问题就迎刃而解了, 而且 SRAM 是可以无限次快速的刷新,是不是感觉一休哥就在你的眼前。


参考

  • 基于Fallout 4的74LS138译码器的实现
  • FPGA原理简介

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