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【2009-5-20】每日词条:FPGA(第47期)

CECwiki  发表于 2009/5/21 12:54:15      1601 查看 3 回复  [上一主题]  [下一主题]

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FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列),是一种大规模可编程逻辑器件,为专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种。

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  • hq0769

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    hq0769   发表于 2009/5/20 20:46:31

    1、采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。 

    2、FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

    3、FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

    4、FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

    5、 FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。
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    引用 hq0769 2009/5/20 20:46:31 发表于2楼的内容

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    xilinxue   发表于 2009/5/21 12:53:46

    FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。

      如何实现快速的时序收敛、降低功耗和成本、优化时钟管理并降低FPGA与PCB并行设计的复杂性等问题,一直是采用FPGA的系统设计工程师需要考虑的关键问题。如今,随着FPGA向更高密度、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向发展,系统设计工程师在从这些优异性能获益的同时,不得不面对由于FPGA前所未有的性能和能力水平而带来的新的设计挑战。

      例如,领先FPGA厂商Xilinx最近推出的Virtex-5系列采用65nm工艺,可提供高达33万个逻辑单元、1,200个I/O和大量硬IP块。超大容量和密度使复杂的布线变得更加不可预测,由此带来更严重的时序收敛问题。此外,针对不同应用而集成的更多数量的逻辑功能、DSP、嵌入式处理和接口模块,也让时钟管理和电压分配问题变得更加困难。

      幸运地是,FPGA厂商、EDA工具供应商正在通力合作解决65nm FPGA独特的设计挑战。不久以前,Synplicity与Xilinx宣布成立超大容量时序收敛联合工作小组,旨在最大程度帮助地系统设计工程师以更快、更高效的方式应用65nm FPGA器件。设计软件供应商Magma推出的综合工具Blast FPGA能帮助建立优化的布局,加快时序的收敛。

      最近FPGA的配置方式已经多元化!
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    引用 xilinxue 2009/5/21 12:53:46 发表于3楼的内容

  • xilinxue

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    xilinxue   发表于 2009/5/21 12:54:15

    FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有: 

      1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。

      2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

      3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

      4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

      5) FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。

      可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一

      FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。

      加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。
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    引用 xilinxue 2009/5/21 12:54:15 发表于4楼的内容

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