FPGA 的硬件结构

FPGA 的基本结构分为5 部分:可编程逻辑块(CLB)、输入/输出块(IOB)、逻辑块之间的布线资源、内嵌RAM 和内嵌的功能单元。

(1)可编程逻辑块(CLB)

一个基本的可编程逻辑块由一个寄存器(Register)和一个查找表(Look UpTable,LUT)组成。它是FPGA 内部可编程逻辑资源的基本组成。通过配置查找表,可以实现组合逻辑电路的功能。寄存器可以配置为各种触发器和锁存器。查找表和寄存器结合在一起可以实现各种逻辑设计。

(2)输入/输出块(IOB)

输入/输出块是FPGA 外部电路接口,需要满足各种信号的驱动和匹配要求。通过分布在FPGA 芯片边缘的寄存器将输入/输出块设计成可编程单元,可以通过配置文件的配置使FPGA 的接口可以满足各种电气标准和物理特性的需求。

(3)逻辑块间的布线资源

虽然FPGA 内部有着十分丰富的布线资源,但是布局布线的工作一般是由芯片设计厂商提供的设计软件来完成,设计者并不需要进行详细的布局布线设计。设计者不需要做布局布线的设计并不代表布线工作不重要,布局布线的结果直接影响功能设计的运行结果,尤其是时序上的影响。

(4)内嵌RAM 块

设计者可以根据设计需要将内嵌RAM 块配置成各种类型的存储结构。除了使用BRAM 外,还可以将查找表配置成分布式RAM 来满足小容量RAM 的设计需求。

(5)内嵌功能单元

FPGA 一般会嵌入一些比较常用的功能模块,如锁相环、延迟锁定环、CPU和DSP 等。特定型号的FPGA 内部也会有CPU 这种软处理核,这种类型FPGA不仅当作硬件设计平台来使用还可以做一些系统级设计。随着越来越多的设计需求,更多的功能模块会逐步内嵌到FPGA 中。

相关推荐
3有青年16 小时前
Altera FPGA操作系统支持的情况分析
fpga开发
国科安芯17 小时前
卫星通讯导航FPGA供电单元DCDC芯片ASP4644S2B可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·fpga开发·架构·安全性测试
AlenTech17 小时前
207. 课程表 - 力扣(LeetCode)
算法·leetcode·职场和发展
练习时长一年18 小时前
LeetCode热题100(杨辉三角)
算法·leetcode·职场和发展
stars-he20 小时前
FPGA学习笔记-图书馆存包柜,乒乓球游戏电路设计
笔记·学习·fpga开发
从此不归路20 小时前
FPGA 结构与 CAD 设计(第3章)下
ide·fpga开发
切糕师学AI21 小时前
ARM 应用程序状态寄存器APSR的整数状态(NZCV)位
arm开发·寄存器·apsr
我命由我1234521 小时前
Photoshop - Photoshop 工具栏(58)锐化工具
学习·ui·职场和发展·求职招聘·职场发展·学习方法·photoshop
踩坑记录21 小时前
leetcode hot100 438. 找到字符串中所有字母异位词 滑动窗口 medium
leetcode·职场和发展
YprgDay1 天前
Vivado单独综合某一模块查看资源消耗
fpga开发·vivado