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FPGA 基础知识培训 2012.08.27 目录 1、FPGA 简介2 1.1 FPGA 和 CPLD 比较2 2. FPGA 厂商3 2.1 Xilinx （赛灵思）3 2.2 Altera 4 2.3 lattice （莱迪思）4 2.4 其他厂商5 2.5 国内厂商5 3. FPGA 与其他处理器的区别6 4. FPGA 结构8 5. 编程语言11 5.1 VHDL 和 verilog HDL 11 5.2 HDL 与 C 语言11 6．展望12 6.1 提升工艺12 1 1、FPGA 简介 FPGA: Field Programmable Gate Array, 即现场可编程门阵列。为什么叫现场？ 与 FPGA 的结构组成有关。门？FPGA 里面的逻辑电路高电平或低电平导通或者 关闭，像一扇门一样打开或关闭。FPGA 的前身是 PAL、GAL、CPLD 等可编程器件， PAL、GAL、CPLD 作为专用集成电路 （ASIC ）领域中的一种半定制电路而出现的， 因此通过专门的软件，一方面在 FPGA/CPLD 上面对设计的 ASIC 电路进行验证， 提升 IC 投片的成功率；另一方面一块 FPGA/CPLD 可以替代几十甚至几千块通用 IC 芯片，免去了投片的时间和成本 ，可以缩短产品开发周期，迅速占领市场。 1.1 FPGA 和CPLD 比较 CPLD 逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间，，一般采样 EEPROM 工艺， 所以具有非挥发性,不需要外部配置 ROM,具有必威体育官网网址性和有限次编程次数(根据不 同的结构，从 100 次到 1 万次不等)等特点，适合用在胶合逻辑(glue logic （连 接复杂逻辑电路的简单逻辑电路的统称），如 DSP 芯片外围的译码逻辑),IO 扩 展，IO 电平转换，FPGA 芯片配置等应用场合。 FPGA 主要是指采用四输入查找表(LUT4)的基于SRAM 的器件，因为 SRAM 是挥发的，掉电丢失数据，为了弥补这个缺点，FPGA 需要外部配置 ROM， 上电的时候，从外部的 ROM 把 FPGA 的配置数据导入到 FPGA 芯片内部后工 作。具有 SRAM 的 FPGA 采用标准的 CMOS 制造工艺，可以随着必威体育精装版的工艺 而更新换代。 随着芯片技术的发展，CPLD 和 FPGA 的概念已经模糊在一起，如 Altera 和 Lattice 公司把小容量(小于 2K 左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到 CPLD 里，如 Altera 的 MAXII 系列和 Lattice 的 MACH XO 系列芯片。把基于 SRAM 的 FPGA 和 FLASH 的储存单元做到一个芯片里面，已经跟传统的 CPLD 一样 了，不需要外加配置芯片；总之，我们可以简单的区分 FPGA 和 CPLD，CPLD： 小容量(2K 左右 LE)的非挥发的可编程器件；其它的可编程器件都可归到 FPGA。 系统区别： （1） ＣＰＬＤ必威体育官网网址性好，ＦＰＧＡ必威体育官网网址性差，外挂的配置芯片必威体育官网网址性差。 （2 ） ＣＰＬＤ的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测 的，而 ＦＰＧＡ的分段式布线结构决定了其延迟的不可预测性。