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第 37卷 　第 2 期 航 空 计 算 技 术 Vo l. 37 No. 2 2007年 3月 A eronautical Comp uting Techn ique M ar. 2007 X IL INX 的 FPGA 芯片架构剖析 1, 2 1 1, 2 邹德财 , 吴海涛 , 李 　云 ( 1. 中国科学院 国家授时中心 , 陕西 临潼 7 10600; 2. 中国科学院 研究生院 , 北京 100039) 摘 　要 :从芯片结构原理上分析了 X IL INX 的 V irtex系列芯片 。结合微电子学相关知识 ,详细分析 了芯片的基本结构 、可配置功能逻辑 、输入输出模块 、可编程内连等方面 。最后将该芯片与 X IL INX 其它系列芯片相关内容进行了比较分析 ,给出了该芯片与其它各类不同芯片之间结构与性能上的 差异 。 关键词 :可配置逻辑块 ; 输入输出逻辑块 ; 可编程内连 ; 时钟 ; X IL INX; FPGA 中图分类号 : TN 403　　　　文献标识码 : A 　　　　文章编号 : 167 1654X (2007) 02 0080 04 引言 金属板的 CMO S工艺 。 X IL INX 公司拥有多种不同系列的 FPGA 芯片 , 随 着微电子技术的发展 ,芯片的结构与功能也发生了相 应的变化 。本文参考 了 X IL INX 系列芯片的相关资 料 ,结合微电子电路相关知识 ,重点针对 V irtex系列芯 ( ) ( 片 ,从其基本结构 、CLB 可配置逻辑块 、IOB 输入输 ) [ 1 ] 出模块 、可编程 内连等方面 进行了详细的分析研 究 。最后通过比较的方式给出了各系列芯片间芯片结 构以及性能上的差异 。 1　V irtex系列芯片基本概况 图 1　V irtex系列芯片基本框图结构 V irtex系列芯片的基本 电路框 图结构如图 1 所 示 。它 主 要 由可 配 置 逻 辑 块 ( Configu rab le Logic 2　V irtex系列芯片详细分析 B lock s, CLB )组成的规则阵列构成内部核心部分 ;周围 ) ( ) 1 输入输出逻辑块 IOB ( ) 是输入输出模块 Inp u t/Ou tpu t B lock s, IOB ;在管芯的 它提供了包装引脚与内部逻辑之间的接 口界面 。 四个角上有 4 个时钟锁相环 ;遍及整个芯片分布着 4 V irtex系列芯片的 IOB 的电路结构如图 2所示 。 个通用低摆率的全局时钟分配网络 ;在 CLB 与 IOB 之