日韩欧美国产极速不卡一区,国产手机视频在线观看尤物,国产亚洲欧美日韩蜜芽一区,亚洲精品国产免费,亚洲二区三区无码中文,A大片亚洲AV无码一区二区三区,日韩国语国产无码123

您好,歡迎來到維庫電子市場網(wǎng) 登錄 | 免費注冊

FPGA
閱讀�45875時間�2010-12-22 15:44:11

  �(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA, Field Programmable Gate Array),是一個含有可編輯元件�半導��(shè)�,可供使用者現(xiàn)場程式化的邏輯門陣列元件。FPGA是在PAL、GAL�CPLD等可編輯器件的基�(chǔ)上進一步發(fā)展的�(chǎn)��

概述

  單片機可以理解為集成在單一芯片上的微型計算機系�(tǒng),麻雀雖小可是五臟俱全,也有運算器、控制器、存儲器、總線及輸入輸出�(shè)�,采用也是存儲程序執(zhí)行的方式,對單片機的編程就是對其中的ROM寫入程序,在加電后ROM中的程序會像計算機內(nèi)存中的程序一樣得到逐條的執(zhí)�。當今的單片機還集成了A/D、D/A�(zhuǎn)�,并串口等多種與外界進行�(shù)�(jù)交換的手�。單片機計算速度和性能有限,但在一些基本控制上搓綽綽有余�

  FPGA則是操控層次更低,所以自由度更大的芯�,對FPGA的編程在編譯后是�(zhuǎn)化為FPGA�(nèi)的連線表,相當于FPGA�(nèi)提供了大量的與非門、或非門、觸�(fā)器(可以用與非門形成吧)等基本數(shù)字器�,編程決定了有多少器件被使用以及它們之間的連接。只要FPGA�(guī)模夠�,這些�(shù)字器件理論上能形成一切數(shù)字系�(tǒng),包括單片機甚至CPU。FPGA在抗干擾,速度上有很大�(yōu)��

�(fā)展背�

  目前以硬件描述語言(Verilog � VHDL)所完成的電路設(shè)計,可以�(jīng)過簡單的綜合與布局,快速的燒錄� FPGA 上進行測試,是�(xiàn)� IC �(shè)計驗證的技�(shù)主流。這些可編輯元件可以被用來實現(xiàn)一些基本的邏輯門電路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更復雜一些的組合功能比如解碼器或�(shù)學方程式。在大多�(shù)的FPGA里面,這些可編輯的元件里也包含記憶元件例如觸發(fā)器(Flip-flop)或者其他更加完整的記憶��   系統(tǒng)�(shè)計師可以根據(jù)需要通過可編輯的連接把FPGA�(nèi)部的邏輯塊連接起來,就好像一個電路試驗板被放在了一個芯片里。一個出廠后的成品FPGA的邏輯塊和連接可以按照�(shè)計者而改變,所以FPGA可以完成所需要的邏輯功能�   FPGA一般來說比ASIC(專用集成芯片)的速度要慢,無法完成復雜的�(shè)計,而且消耗更多的電能。但是他們也有很多的�(yōu)點比如可以快速成�,可以被修改來改正程序中的錯誤和更便宜的造價。廠商也可能會提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。因為這些芯片有比較差的可編輯能力,所以這些�(shè)計的開發(fā)是在普通的FPGA上完成的,然后將�(shè)計轉(zhuǎn)移到一個類似于ASIC的芯片上。另外一種方法是用CPLD(復雜可編程邏輯器件備)�

  CPLD與FPGA的關(guān)�

  早在1980年代中期,F(xiàn)PGA已經(jīng)在PLD�(shè)備中扎根。CPLD和FPGA包括了一些相對大�(shù)量的可以編輯邏輯單元。CPLD邏輯門的密度在幾千到幾萬個邏輯單元之間,而FPGA通常是在幾萬到幾百萬�   CPLD和FPGA的主要區(qū)別是他們的系統(tǒng)�(jié)�(gòu)。CPLD是一個有點限制性的�(jié)�(gòu)。這個結(jié)�(gòu)由一個或者多個可編輯的結(jié)果之和的邏輯組列和一些相對少量的鎖定的寄存器。這樣的結(jié)果是缺乏編輯靈活�,但是卻有可以預計的延遲時間和邏輯單元對連接單元高比率的�(yōu)點。而FPGA卻是有很多的連接單元,這樣雖然讓它可以更加靈活的編輯,但是�(jié)�(gòu)卻復雜的��   CPLD和FPGA另外一個區(qū)別是大多�(shù)的FPGA含有高層次的�(nèi)置模塊(比如加法器和乘法器)和內(nèi)置的記憶�。一個因此有�(guān)的重要區(qū)別是很多新的FPGA支持完全的或者部分的系統(tǒng)�(nèi)重新配置。允許他們的�(shè)計隨著系�(tǒng)升級或者動�(tài)重新配置而改�。一些FPGA可以讓設(shè)備的一部分重新編輯而其他部分繼�(xù)正常運行�

工作原理

  FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個概�,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block�、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block)和�(nèi)部連線(Interconnect)三個部��

基本特點

  1)采用FPGA�(shè)計ASIC電路(特定用途集成電�),用戶不需要投片生�(chǎn),就能得到合用的芯片�

  2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣��

  3)FPGA�(nèi)部有豐富的觸�(fā)器和I/O引腳�

  4)FPGA是ASIC電路中設(shè)計周期最短、開�(fā)費用、風險最小的器件之一�

  5) FPGA采用高速CHMOS工藝,功耗低,可以與CMOS、TTL電平兼容�

  可以�,F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的選擇之一�

  FPGA是由存放在片�(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀�(tài)�,因此,工作時需要對片內(nèi)的RAM進行編程。用戶可以根�(jù)不同的配置模�,采用不同的編程方式�

  加電�,F(xiàn)PGA芯片將EPROM中數(shù)�(jù)讀入片�(nèi)編程RAM中,配置完成�,F(xiàn)PGA進入工作狀�(tài)。掉電后,F(xiàn)PGA恢復成白�,內(nèi)部邏輯關(guān)系消失,因此,F(xiàn)PGA能夠反復使用。FPGA的編程無須專用的FPGA編程�,只須用通用的EPROM、PROM編程器即�。當需要修改FPGA功能時,只需換一片EPROM即可。這樣,同一片F(xiàn)PGA,不同的編程�(shù)�(jù),可以產(chǎn)生不同的電路功能。因�,F(xiàn)PGA的使用非常靈��

配置模式

  FPGA有多種配置模式:并行主模式為一片F(xiàn)PGA加一片EPROM的方�;主從模式可以支持一片PROM編程多片F(xiàn)PGA;串行模式可以采用串行PROM編程FPGA;外�(shè)模式可以將FPGA作為微處理器的外�(shè),由微處理器對其編程�

  如何實現(xiàn)快速的時序收斂、降低功耗和成本、優(yōu)化時鐘管理并降低FPGA與PCB并行�(shè)計的復雜性等問題,一直是采用FPGA的系�(tǒng)�(shè)計工程師需要考慮的關(guān)鍵問�。如�,隨著FPGA向更高密�、更大容量、更低功耗和集成更多IP的方向發(fā)�,系�(tǒng)�(shè)計工程師在從這些�(yōu)異性能獲益的同時,不得不面對由于FPGA前所未有的性能和能力水平而帶來的新的�(shè)計挑�(zhàn)�

  例如,F(xiàn)PGA廠商Xilinx最近推出的Virtex-5系列采用65nm工藝,可提供高達33萬個邏輯單��1,200個I/O和大量硬IP塊。超大容量和密度使復雜的布線變得更加不可預測,由此帶來更嚴重的時序收斂問�。此外,針對不同應用而集成的更多�(shù)量的邏輯功能、DSP、嵌入式處理和接口模�,也讓時鐘管理和電壓分配問題變得更加困難�

  幸運地是,F(xiàn)PGA廠商、EDA工具供應商正在通力合作解決65nm FPGA獨特的設(shè)計挑�(zhàn)。不久以�,Synplicity與Xilinx宣布成立超大容量時序收斂�(lián)合工作小�,旨在地幫助系統(tǒng)�(shè)計工程師以更�、更高效的方式應�65nm FPGA器件。設(shè)計軟件供應商Magma推出的綜合工具Blast FPGA能幫助建立優(yōu)化的布局,加快時序的收斂�

  最近FPGA的配置方式已�(jīng)多元��

應用

  微處理器是為通用而設(shè)計的,必須按照時鐘的節(jié)�,逐條取指、譯�、執(zhí)�,大多用于低�、實時性要求不高的場合,例如石油探�;FPGA 應用場合相當多,特別是在高速的、實時性強并對時間要求相當苛刻的場�,有很強的數(shù)�(jù)處理能力,例如無線通信、雷達探測等;是FPGA的一些典型應用:

  典型應用一:接口邏輯控制——提供前所未有的靈活�

  1、PCI、PCI Express、PS/2、USB等接口控制器

  2、SDRAM、DDR、SDRAM、QDR、SRAM、NAND Flash、NOR Flash等接口控制器

  3、電平轉(zhuǎn)�,LVDS、TTL、COMS、SSTL�

  典型應用二:高速的�(shù)字信號處理——提供前所未有的計算能�

  1、無線通信�(lǐng)�,如軟件無線電(SDR);

  2、視頻圖像處理領(lǐng)域,如高清晰�(shù)字電視(HDTV��

  3、軍事和航空航天�(lǐng)�,如雷達聲納、安全通信�

  其他應用�(lǐng)�

  1、汽�,如�(wǎng)�(guān)控制器、車用PC、遠程信息處理系�(tǒng)��

  2、消費產(chǎn)�,如顯示�/投影儀、數(shù)字電視和機頂盒、家庭網(wǎng)�(luò)��

  3、醫(yī)療,如電�、血液分析儀、醫(yī)療檢測設(shè)備等

  4、通信�(shè)� ,如蜂窩基礎(chǔ)�(shè)�、寬帶無線通信、軟件無線電�

  5、測試與測量,如通信測試與監(jiān)�、半導體、自動測試設(shè)�、通用儀表等�

�(shè)計的注意事項

  不管你是一名邏輯設(shè)計師、硬件工程師或系�(tǒng)工程�,甚或擁有所有這些頭銜,只要你在任何一種高速和多協(xié)議的復雜系統(tǒng)中使用了FPGA,你就很可能需要努力解決好器件配置、電源管�、IP集成、信號完整性和其他的一些關(guān)鍵設(shè)計問�。不�,你不必獨自面對這些挑戰(zhàn),因為在當前�(yè)�(nèi)的FPGA公司里工作的應用工程師每天都會面對這些問題,而且他們已�(jīng)提出了一些將令你的設(shè)計工作變得更輕松的設(shè)計指導原則和解決方案�

維庫電子�,電子知�,一查百��

已收錄詞�153979

松桃| 宁远�| 新昌�| 喜德�| 广州�| 乐都�| 绩溪�| 大荔�| 娄烦�| 若尔盖县| 金寨�| 大宁�| 城固�| 扎囊�| 台北�| 东乌珠穆沁旗| 景德镇市| 罗田�| 西峡�| 嵊泗�| 松江�| 巫溪�| 平果�| 兴业�| 湖北�| 崇州�| 河东�| 平阴�| 桂阳�| 武义�| 盐源�| 吴堡�| 赞皇�| 都江堰市| 敦煌�| 漯河�| 汾阳�| 丘北�| 山阴�| 自治�| 江津�|