FPGA时序分析和约束学习笔记-(1、FPGA基本原理)
FPGA时序分析和约束学习笔记-(1、FPGA基本原理)
Field现场Programmable可编程Gate门Array阵列
1、FPGA基本资源组成
-
可编程逻辑功能块(logic elements ,缩写LE)
-
片内互联线(interconnect,缩写IC)
-
输入输出块(IO)
1.1、可编程逻辑功能块
组成
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查找表(look up table,缩写LUT)
-
D触发器(缩写DFF,D输入,Q输出)
逻辑实现
-
只用LUT时实现组合逻辑
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只用DFF时,实现单纯打一拍
-
LUT和DFF都用,实现时序逻辑
1.2、输入输出块
组成
-
输出寄存器
- 离引脚最近的寄存器,延迟短
-
输入寄存器
- 离引脚最近的寄存器,延迟短
-
输出使能寄存器
- 控制输入还是输入
-
输入延迟链
-
输出延迟链
-
上拉电阻
- IIC会用到
1.3、内部互联资源
包括连线线段和可编程开关,将可编程逻辑功能块、输入输出块连接起来,从而构成特定功能电路
-
Altera FPGA采用行、列、局部快速通道
-
局部快速通道的速度最快;布局布线时,尽量将关键信号放在一个阵列块中,通过局部通道交互
2、FPGA可扩展资源
-
存储器资源(块RAM、分布RAM)
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数字时钟管理单元(分频、倍频、数字延迟、时钟锁定)
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算数运算单元(高速硬件乘法器,乘加器)
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告诉串行IO接口
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特殊功能模块(PCIE、DDR等硬IP核)
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微处理器(Cortex-M3、Cortex-A9、Cortex-A53、PowerPC)
3、FPGA可编程原理
3.1、FPGA和CPLD的区别
FPGA基于LUT,可以实现复杂的逻辑功能
3.2、FPGA编程方式
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SRAM-查找表类型(Intel Xilinx)
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反熔丝的多路开关类型FPGA(Actel)
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基于Flash的FPGA(Lattice)
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