FPGA芯片功能剖析及应用优势.pdfVIP

Technology Application DCW 技术应用 FPGA芯片功能剖析及应用优势 邓 涛 （中国电子科技集团公司第十研究所，成都 610036） 摘要：随着科技日新月异的前进，电子行业的发展尤为突出，而在其中，FPGA芯片由其集成度高、可靠性高、可反复编 程、功能强大等特点，成为当今硬件设计的首选方式之一，被广泛应用到各个电子平台的开发中，可以说FPGA设计技术是当 今电路设计师的必备技能。本文将从FPGA芯片结构入手，分析其在数字电路中的优势。 关键词：数字电路；设计；优势 doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.04.071 中图分类号：TP391.41，TP212 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2017）04-0157-02 1 引言 2 FPGA的结构 FPGA （Field-Programmab le Gate Array），也 FPGA与原来的逻辑电路以及门阵列 （类似于 就是现场即可实现编程门阵列，其本身是基于PAL ， PAL ，GAL还有CPLD器件）对比而言，FPGA 的结 GAL ，CPLD等进行延伸而得到的技术，该技术对于 构较为独特。FPGA 通过小型查找表 （16×1RAM） 集成电路 （ASIC）而言，是该领域中不可或缺的半定 即可完成逻辑组合，各个查找表都和对应的D 触发 制电路，不但可以弥补定制电路中的缺陷问题，同时 器相连，由触发器对其他电路进行驱动，或是对I/O 还让可编程器件门电路中的问题得以解决。 进行驱动，在此基础上，形成了基本逻辑单元模块， FPGA 是根据逻辑单元阵列LCA （Logic Cell 该模块能够让逻辑功能相组合，同时还可以实现时 A r r a y ）的理念，其整体可 以划分成3 个部分，分 序逻辑功能，不同模块间通过金属连线，即可彼此 别是 内部连线 （I nt e r c on ne c t ）、输出输入模块 连接在一起，或是和I/O模块相连接。FPGA 逻辑的 IOB （Input Output Block ）可配置逻辑模块CLB 实现，也就是将编程数据在内部静态存储单元中进 （Configurab le Logic Block ）。 行加载，因而逻辑单元逻辑功能、不同模块间的连 接方法、和I/O 间的连接方法都是取决于存储器单 元里的存储值，而这些可编程的I /O 单元属于芯片 和电路连接的接 口处，其所具有的功能，是能够实 现各类电气特征所要求的相关信号驱动以及匹配任 务，并最终决定了FPGA所能实现的功能。 图 芯片结构 图 块内部结构图 1 2 I/O 作者简介：邓 涛，男，1990年生，四川省绵阳市人汉族，助理工程师，本科，研究方向为数字