FPGA(二)组成结构基础内容

1. FPGA的基本结构

FPGA主要由以下部分组成:

(1)可编程逻辑单元(CLB):CLB是FPGA中最基本的逻辑单元,由查找表(LUT)和触发器组成,可实现任意逻辑功能。查找表本质上是一个RAM,用于存储逻辑电路的所有可能结果,并根据输入直接查找并输出结果。

(2)输入输出块(IOB):IOB用于连接FPGA芯片和外部电路,负责FPGA数据信号的收录和传输。为了便于管理和适应多种电器标准,FPGA的IOB被划分为若干个组(Bank),每个Bank的接口标准由其接口电压VCCO决定。

(3)块随机访问存储器模块(BRAM):BRAM可存储大量数据并支持高速读写。

(4)时钟管理模块(CMM):CMM用于管理时钟信号。

此外,FPGA还包括可编程互联资源,用于将逻辑单元、存储单元和IO单元连接起来。

2. FPGA的工作原理

FPGA的工作原理是通过将设计好的硬件描述语言(HDL)代码综合、映射到FPGA芯片中来实现编程和配置。设计者使用HDL语言如Verilog、VHDL等来描述逻辑电路,并进行时序分析、布局布线等操作,最终生成可加载到FPGA芯片中的配置文件。FPGA的编程和配置可以通过JTAG接口、USB接口、SD卡等方式实现,还支持在线配置。 FPGA 就是一个可以通过编程来改变内部结构的芯片。

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