FPGA内部结构
FPGA的内部结构主要包含六大部分,分别是:可编程的输入输出IO口、可编程的逻辑单元、底层嵌入式功能单元、嵌入式块RAM、布线资源和硬核。以下是具体的介绍。1 可编程的输入输出IO口:可以使用软件配置成不用的电气标准和物理特性,比如可以调整上下拉电阻、匹配电阻等特性,使用灵活。
2 可编程逻辑单元:是可编程逻辑的主体,可以根据设计灵活地改变内部连接与配置,从而完成不同的逻辑功能,FPGA一般都是基于SRAM工艺,可编程逻辑单元基本都是基于查找表LUT(Look-Up-Table)和一些寄存器(主要是D触发器)组成。
3 底层嵌入功能单元:指的是在FPGA内部集成的一些通用程度较高的嵌入式功能模块,比如锁相环、DSP等。
4 布线资源:链接FPGA的内部所有单元,在实际FPGA布局布线时,布局布线的好坏会对设计的功能产生直接的影响。
5 硬核:这一部分比较少用,因为硬核的功能比较单一,在实际开发中使用的不多。
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补充说明:实际开发中可以从这四个方面认识FPGA的内部结构,分别是:可配置逻辑块(CLB)、输入输出块(IOB)、布线通道(Routing Channels )、可编程开关(PSW)。
实际中,主要用CLB用来衡量FPGA的可使用资源数。
CLB主要包含查找表(LUT)和D触发器,分别组成FPGA的组合逻辑单元和时序单元,为数字电子系统设计做资源准备。
CLB在芯片内部以二维阵列的形式存在,这也是FPGA称之为现场可编程门阵列的原因。
CLB在实际生成数字电路的时候,使用布线资源进行连接,当需要输出或者是输入时,可以将CLB连接到输入输出模块。 FPGA内部结构
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