什么是FPGA?
本页面介绍了FPGA、它的应用、好处、开发工具、FPGA代码开发步骤。FPGA是现场可编程门阵列的缩写。最常见的FPGA架构由称为可配置逻辑块或CLB的逻辑块阵列、I/O垫和路由通道组成。一般来说，一个逻辑块，即CLB，由几个逻辑单元组成，称为ALM, LE和Slice等。一个典型的单元由一个4输入查找表(LUT)、一个完整加法器(FA)和一个d型触发器组成。FPGA主要由LUT, MUX和FF组成。要了解FPGA的功能是什么，让我们了解它的好处，应用程序和工具。
好处
FPGA现在在快速变化的技术环境中更受欢迎，因为它有以下特点。
•易于移植的算法和提供重新编程，如果算法或技术在未来发生变化，而不需要改变硬件，在设备开始时只构建一次。
•更快的输入输出响应时间。
•比DSP更快地执行功能
适用于ASIC设计的原型设计，降低ASIC开发的重新设计和维护成本。
应用程序
主要用于嵌入式领域IP核或算法的移植。它并不局限于特定的工程领域，而是应用于几乎所有的领域，包括机械、电气和无线领域。
—Xilinx virtex-5 FPGA
Virtex-5 fpga由这里提到的硬连接IP系统级块组成，例如，36-Kbit块RAM/FIFOs, 25 x 18 DSP片，内置数字可控阻抗和芯片同步™源同步接口块的Select IO™技术和系统监控功能，增强的时钟管理瓷砖以及集成的数字时钟管理器和锁相环时钟发生器和高级配置选项。Virtex-5 LXT、SXT、TXT和FXT平台包括先进的高速串行连接和链路/事务层功能。典型的Xilinx FPGA将具有诸如clb、DSP片、块RAM块、cmt、PowerPC处理器块、以太网mac、总I/O组、用户I/O等资源。
FPGA开发工具
任何需要移植到FPGA上的算法都是用类似于其他编程语言的VHDL或Verilog语言开发的。这些语言主要是为硬件可移植性/可配置性而设计的。
1.MODEL SIM:用于功能验证
2.XILINX ISE:用于合成
3.Synplify pro:用于合成
4.莱昂纳多谱:用于合成
VHDL/verilog代码开发步骤
步骤1:要求-> VHDL(或Verilog)代码->使用SIM模型进行模拟并检查功能
步骤2:将验证过的VHDL或verilog代码传递给前面提到的Synthesis Tool(2/3或4)，生成优化的Gate级模型
步骤3:将优化后的“Place and Route”Gate级模型传递给“时序模型”，生成满足时序约束的“时序模型”。
第四步:在FPGA上加载bit文件，在第三步生成的ASIC上加载GDSII文件。加载器或FPGA编程器可用，可以使用JTEG电缆与PC连接
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