现场可编程门阵列简介(中英对照).docVIP

 现场可编程门阵列简介 瑞安肯尼 FPGA不应该淆倒装芯片针脚栅格阵列，一种形式的集成电路封装。 Altera的第四FPGA现场可编程门阵列（FPGA）是一种半导体器件，客户或设计师在制造业得名“现场可编程”。FPGA编程逻辑电路图或源代码硬件描述语言，以指定芯片将如何工作。它们可以用来执行任何一个特定应用集成电路（ASIC）逻辑函数，但有能力功能优势。 FPGA的可编程逻辑元件包含所谓的“逻辑块” ，并，使“有线在一起”，有点像一个片上可编程。逻辑块可以配置执行复杂的组合功能，仅仅是简单的逻辑门和异或。在大多数的FPGA的逻辑块还包括，这可能是简单的触发器或多个完整的内存块。 在FPGA业界可编程只读存储器（只读存储器）和可编程逻辑器件（可编程逻辑器件）。可编程逻辑器件都已经工厂或（现场可编程），可编程逻辑是连线硬逻辑门之间。 赛灵思公司的创始人，罗斯弗里曼和，在1985发明了第一个商业上可行的现场可编程门阵列- XC2064. XC2064可编程和可编程，了新的技术和市场。XC2064仅仅64个可配置逻辑块（CLB，有两个3输入查找表（LUT）。20后，弗里曼进入全国发明家名人堂。 一些行业可编程逻辑阵列的基本概念和技术，逻辑块是于1985年戴维和河皮特森。20世纪80年代末，海军水面作战部资助的一项实验提出史蒂夫开发的计算机将执行600,000编程。是成功的，该系统在1992年被授予专利。 赛灵思继续挑战和快速长，从1985年到90年代中期，竞争对手，削弱了很大的市场份额。到1993年，约百分之十八的市场份额。 ? 20世纪90年代是一个爆炸性，无论是在复杂性和产量。在年初，FPGA主要用于电讯及网络。到2010年年底， FPGA发现自己汽车和工业的，应用。 ? 1997年FPGA变得更加知名，当阿德里安汤姆森合并遗传算法和FPGA技术，创造良好的识别装置。汤姆逊的算法允许64 × 64阵列在赛灵思FPGA芯片来决定配置所需的的识别任务。 现代发展 最近的趋势已经coarse-grained方法进一步相结合，逻辑块和与传统的FPGA嵌入式微处理器相关外设形成一个完整的“系统的可编程的芯片。”这项工作反映了罗恩和哈的巴勒斯高级系统组结合可重构CPU架构在单芯片上称为SB24这项工作是在1982年。例如混合动力技术在赛灵思和Virtex-4器件，其中包括一个或一个以上的处理器嵌入到FPGA的逻辑结构。Atmel以及FPSLIC是另这样的设备，它使用AVR处理器结合Atmel的可编程逻辑架构。 办法，使用硬宏观处理器是利用“软”处理器内核的执行的FPGA逻辑。（见“软处理器”）。 如前所述，许多现代的FPGA有能力重新安排“运行时间”，这是领导的想法或重构计算系统-处理器重新配置，以适应自己手头的任务。虚拟处理器的Mitrion是一个可重构软处理器例子，FPGA上实现。但是，它不支持在运行时动态重新配置，而是适合自己的具体计划。 此外，新的非FPGA架构已开始出现。软件配置微处理器如S5000采用混合的方法，在同一个芯片上提供各种处理器和FPGA可编程内核。 FPGA的比较 历史上， FPGA一直落后，能源效益较低，一般固定的ASIC同行。结合量，制造的改进，研究和开发，以及I / O能力新的超级计算机已经基本上结束了ASIC和FPGA性能差距。优势包括更短的时间内推向市场，能够重新补丁，并降低非经常性工程成本。供应商也可以采取中间路线，发展他们硬件上普通的FPGA ，制造最终版本不再进行修改后一直致力于设计。 赛灵思称，一些ASIC / FPGA市场和技术动态变化的例： 集成电路成本上升 ASIC的复杂性加强了开发时间和成本 R ＆ D资源和人数正在减少收入损失缓慢的上市时间越来越多拮据的穷人正在推动低成本技术这些趋势FPGA与ASIC在较量中胜出，历史上空前的被越来越多的使用，该公司越来越多的FPGA设计CPLD和FPGA的主要区别架构。CPLD实现了一定程度的限制性结构组成的一个或多个可编程总和产品逻辑阵列数量较少的频率寄存器。这样做的结果是减少灵活性，以利用更多的可预见的时间延和更高的逻辑对互连的比例。在FPGA架构另一方面主要是互连。这使它们更为灵活（在规定的实际执行范围内设计），但也复杂得多。 另一个CPLD和FPGA存在区别是大多数的FPGA更高级别的嵌入式功能（如加法器和乘法器）和嵌入式记忆体，以及有逻辑块执行的解码器或数学函数。 一些FPGA有能力重新配置，可以让一部分设备被重新编程，而其他部分继续运行。 应用 FPGA的应用包括数字信号处理，软件无线电，航空航天和国防系统， ASIC原型，医疗成像，计算机视觉，语音识别，加密技术，生物信息学，计算机硬件仿真，射电天文学和越来越多的其他领域