深层解析FPGA【十博入口】

本文摘要:概述高端设计工具为几乎没有或根本没有硬件设计技术的工程师和科学家获取现场可编程门阵列(FPGA)。

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概述高端设计工具为几乎没有或根本没有硬件设计技术的工程师和科学家获取现场可编程门阵列(FPGA)。无论是在平面设计程序中使用,还是在ANSIC语言中使用,还是在VHDL语言中使用,这样简单的准备过程都不会让人想要FPGA的实际操作。这个芯片中的程序如何在这些可设置的硅片之间工作。

这本书不会让非数字设计人员了解FPGA(现场可编程门阵列)的基本知识及其工作原理。在高端设计工具中使用时,这些信息在某种程度上非常简单,预计可以获得一些线索来解释这一特定技术。现场可编程门阵列每个现场可编程门阵列芯片由有限数量的具有可编程连接的预测器组成,以构建可重构的数字电路。

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图1。FPGA不一样。FPGA芯片的描述包括可编程逻辑模块的数量、具有相同功能的逻辑模块的数量(如乘法器)、内存资源的大小(如嵌入式RAM)。FPGA芯片中还有很多其他部分,但以上指标一般都是自由选择和比较FPGA时针对具体应用最重要的参考指标。

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在底层,可配置逻辑模块(如芯片或逻辑单元)有两个基本组件:触发器和查找表(LUT)。这个最重要,因为各种FPGA家族不一样,因为触发器和查询表组的方式不一样。

比如Virtex-II FPGA有两个查找表和两个触发器,而Virtex-5FPGA有四个查找表和四个触发器。查询表本身的结构也可能不同(4个输出或6个输出)。

关于查找表如何工作的更好的信息将在下面的章节中获得。表1列出了NILabVIEWFPGA硬件目标中使用的FPGA的指标。逻辑门数是比较FPGA芯片与ASIC技术的传统方法,但不能现实地解释FPGA中独立国家单位的数量。这也是Xilinx没有注册新Virtex-5系列逻辑门数的原因之一。

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表1 .不同系列的现场可编程门阵列源规格为了更好地理解这些规格的意义,编码被认为是为数字电路模式做准备。对于准备好的代码的任何部分,或者以图形或文本的形式,有一个适当的电路图显示如何连接逻辑组件。

通过一个很简单的布尔逻辑电路,理解合适的原理图。图2响应于发送五个布尔信号的功能组,并且可以图形地计算扣除的二进制值。图2。

写五个信号的非常简单的布尔逻辑。总的来说(在LabVIEWSCTL单周期定点环路之外),图2右图中的相应电路图与图3右图中的类似。图3是图2中布尔逻辑的适当电路图。虽然很难理解,但本质上,这里创建了一个具有两个子分支的电路。

前五条黑线与第一个分支对齐,这将在每个布尔操作之间添加触发器。底部的五条黑线包含第二个逻辑链。一个分支减少了每一步操作符之间的实时寄存器,另一个逻辑链保证了数据流的连续执行。

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