FPGA概述
FPGA概述
文章目录
- FPGA概述
- 前言
- 一、发展趋势
- 二、FPGA的结构
- 2.1 IOB
- 2.2 CLB
- 2.3 DCM
- 2.4 块ram
- 2.5 布线资源
- 2.6 专用硬IP
- 总结
前言
FPGA的工作原理主流的是采用SRAM工艺的LUT结构，LUT本质就是一个RAM，将真值表写入RAM，通过4或者6输入来定位ram中的真值表，然后输出。当FPGA启动时，就会读取flash或者其他存储器中的数据，把真值表写入ram中，当下电时，FPGA就是白片。
军用或者航天级别一般采用FLASH或者熔丝与反熔丝工艺的LUT。也就是说不同的使用场景，使用不同的工艺来设计LUT
一、发展趋势
SOPC，SOC是片上系统，SOPC，是加入了可编程P。
朝着低电压，芯片高密度，低功耗的方向发展。
硅片融合：
ARM、MCU:事务性处理。通用芯片
DSP：专注于计算。微型计算机系统，哈佛架构，数据总线和地址总线分开，取指程序和数据分别存储，取指和执行指令可以同时
PLD：门电路数量有限。
FPGA
ASIC:定制电路，相对与FPGA来说就是优化了FPGA的各种缺点。
GPU(图形处理单元):GPU 由多个核心组成，每个核心能够同时执行数千个数学运算。这种并行架构使 GPU 能够比 CPU 更快地处理复杂的数学计算.
二、FPGA的结构
主要有以下资源：IOB CLB DCM RAM 布线资源 硬核
2.1 IOB
IOB就是IO块分组，每一组IOB都有其各自的电气特性满足不同的需求
2.2 CLB
xilinx的CLB是基本逻辑单元，每一个CLB包含以下:
- 可配置的开关矩阵：4或6个输入模块、多路复用器】触发器组成
- 4或者6个SLICE：每个slice包含2个输入函数（LUT）、进位逻辑、算数逻辑、存储逻辑、函数复用器组成
- 附加逻辑
2.3 DCM
DCM主要指DLL（延迟锁定环）、PLL、DSP处理核
2.4 块ram
2.5 布线资源
- 全局资源：时钟和复位
- 长线资源：BANK之间的高速信号和全局时钟信号
- 短线资源：基本路基单元之间
- 分布式资源：专业时钟、复位和控制信号线
2.6 专用硬IP
已经被验证好的IP，被嵌入到FPGA当中。相对软核有更低的稳定性、功耗等特点
总结
- 硅片融合是发展趋势。
- 熟悉不同器件在不同应用场景的优缺点
- 熟悉FPGA内的资源有哪些