快三在线投注平台app|FPGA基础知识(二)FPGA芯片结构(一)

 新闻资讯     |      2019-12-03 17:18
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  写入CAM中的数据会和内部的每一个数据进行比较,相位环路锁定能够提供精确的时钟综合,内嵌专用硬核是相对底层嵌入的软核而言的,可以完成时钟高精度、低抖动的倍频和分频,第三类是短线资源,包括逻辑描述、网表和帮助文档等。如图1-3所示。还可以配置为分布式RAM和分布式ROM。主流的FPGA 中都集成了专用乘法器;根据工艺、长 度、宽度和分布位置的不同而划分为4类不同的类别。业内大多数FPGA均提供数字时钟管理(Xilinx的全部FPGA均具有这种特性)。缺点是对模块的预测性较低,CLB的实际数量和特性会依器件的不同而不同,其示意结构如图1-2所示。在实际中设计者不需要直接选择布线资源,并返回与端口数据相同的所有数据的地址,

  很多高端的FPGA内部都集成了串并收发器(SERDES),例如:为了提高FPGA的乘法速度,需要经过综合以及布局布线才能使用。其相应的系统级设计工具是EDK和Platform Studio,用于实现快速的算术加减法操作;在后续设计中存在发 生错误的可能性,可以将多片块RAM级联起来形成更大的RAM,即位宽为18比特、深度为1024,一些高端的FPGA通过DDR寄存器技术可以支持高达2Gbps的数据速率。芯片生产商在芯片内部集成了一些专用的硬核。布线资源连通FPGA内部的所有单元,4输入函数发生 器用于实现4输入LUT、分布式RAM或16比特移位寄存器(Virtex-5系列芯片的Slice中的两个输入函数为6输入,PLL 和DLL可以通过IP核生成的工具方便地进行管理和配置。可以调整驱动电流的大 小。

  实际上每一个系列的FPGA都有其相应的内部结构),只有相同电气标准的端口才能连接在一起,每组都能够独立地支持不同的I/O标准。为了提高FPGA性能,可以改变上、下拉电阻。I/O口的频率也越来越高,逐步向SOC平台过渡。当然,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。具体在FPGA设计中指的是对电路的硬件语言描述,开关矩阵是高度灵活的,能够开发标准的DSP处理器及其相关应用,有一定的设计风险。一个异或门可以使一个Slice实现 2bit全加操作,其内部结构如图1-4所示,可以根据需要改变其位宽和深度。

  算术逻辑包括一个异或门(XORG)和一个专用与门(MULTAND),布局布线器可自动地根据输入逻辑网表的拓扑结构和约束条件选择布线资源来连通各个模块单元。指FPGA处理能力强大的硬核(Hard Core),通过软件的灵活配置,CLB由多个(一般为4个或2个) 相同的Slice和附加逻辑构成,DLL和PLL具有类似的功能,除了块RAM,CLB是FPGA内的基本逻辑单元。软核在EDA设计领域指的是综合之前的寄存器传输级(RTL)模型!

  DLL的结构如图1-5所示。RAM、FIFO是比较普及的概念,每个CLB模块不仅可以用于实现组合逻辑、时序逻辑,但不同bank的VCCO可以不同。第四类是分布式的布线资源,为了适用通信总线与接口标准,且能够降低抖动。

  因而在路由的地址交换器中有广泛的应用。并实现过滤功能。可适配不同的电气标准与I/O物理特性,Altera公司的芯片集成了PLL,使得单片FPGA成为了系统级的设计工具,此时只受限于芯片内块RAM的数量,为了便于管理和适应多种电器标准,用于完成基本逻辑单元之间的逻辑互连和布线;其保持时间(Hold Time)的要求可以降低,进位逻辑包括两条快速进位链,FPGA芯片内部有着丰富的布线资源,在此就不冗述。第一类是全局布线资源,CAM存储器在其内部的每个存储单元中都有一个比较逻辑,等效于ASIC电路。芯片内部块RAM的数量也是选择芯片的一个重要因素。可以对其进行配置以便处理组合逻辑、移位寄存器或RAM。VCCO电压相同是接口标准的基本条件。Slice是Xilinx公司定义的基本逻辑单位,

  其优点是灵活性高、可移植性强,Xilinx公司生产的芯片上集成了 DLL,修改后的容量(位宽深度)不能大于18k比特;在实际应用中,例如:单片块RAM的容量为18k比特,用以完成芯片 Bank间的高速信号和第二全局时钟信号的布线;以及占空比调整和移相等功能。也可以直接输入FPGA 内部。并依此提出了片上系统(System on Chip)的概念。在Xilinx公司的FPGA器件中,Lattice公司的新型芯片上同时集成了PLL和DLL。可以达到数十Gbps的收发速度。目前,而连线的长度和工艺决定着信号在连线上的驱动能力和传输速度?

  进位逻辑由专用进位信号和函数复用器(MUXC)组成,通过PowerPC、Miroblaze、Picoblaze等平台,通常默认为0。用于专有时 钟、复位等控制信号线。但是每个CLB都包含一个可配置开关矩阵,此矩阵由4或6个输入、一些 选型电路(多路复用器等)和触发器组成。

  目前主流的FPGA仍是基于查找表技术的,当外部输入信号经过IOB模块的存储单元输入到FPGA内部时,一个Slice由两个4输入的函数、进位逻辑、算术逻辑、存储逻辑和函数复用器组成。还可以将 FPGA中的LUT灵活地配置成RAM、ROM和FIFO等结构。可以实现6输入LUT或 64比特移位寄存器);使其具备了软硬件联合设计的能力,布线资源的使用方法和设计的结果有密切、直接的关系。用于芯片内部全局时钟和全局复位/置位的布线;软核只经过功能仿真,外部输入信号可以通过IOB模块的存储单元输入到FPGA的内部,这大大拓展了FPGA的应用范围和灵活性。Xilinx公司的高端产品不仅集成了Power PC系列CPU,是芯片与外界电路的接口部分,位宽最大不能超过36比特。还内嵌了DSP Core模块,已经远远超出了先前版本的基本性能,用于提高CLB模块的处理速度。Xilinx推出最先进的FPGA提供数字时钟管理和相位环路锁定。第二类是长线资源。

  从本质上讲,一个bank只能有 一种VCCO,FPGA芯片主 要由6部分完成,每个bank的接口标准由其接口电压VCCO决定,FPGA的IOB被划分为若干个组(bank),FPGA内的I/O按组分类,但要满足两个原则:首先,

  块RAM可被配置为单端口RAM、双端口RAM、内容地址存储器 (CAM)以及FIFO等常用存储结构。内嵌功能模块主要指DLL(Delay Locked Loop)、PLL(Phase Locked Loop)、DSP和CPU等软处理核(Soft Core)。现在越来越丰富的内嵌功能单元,软核是IP核应用最广泛的形式。专用与门用于提高乘法器的效率;可编程输入/输出单元简称I/O单元,达到SOC的开发目 的。大多数FPGA都具有内嵌的块RAM,而不再受上面两条原则约束。

  并且整合了常用功能(如RAM、时钟管理 和DSP)的硬核(ASIC型)模块。完成不同电气特性下对输入/输出信号的驱动与匹配要求,允许用户自配置;其次,如图1-1所示(注:图1-1只是一个示意图。