现场可编程逻辑门阵列

✍ dations ◷ 2024-12-23 07:02:24 #可编程逻辑装置,半导体元件,集成电路

现场可编程逻辑门阵列(英语:Field Programmable Gate Array,缩写为FPGA),它以PAL、GAL、CPLD等可编程逻辑器件为技术基础发展而成。作为专用集成电路中的一种半客制电路,它既弥补专用集成电路电路不足,又克服原有可编程逻辑器件门电路数有限的缺点。

目前以硬件描述语言(Verilog或VHDL)描述的逻辑电路,可以利用逻辑合成和布局、布线工具软件,快速地刻录至FPGA上进行测试,这一过程是现代集成电路设计验证的技术主流。这些可编程逻辑组件可以被用来实现一些基本的逻辑门数字电路(比如与门、或门、异或门、非门)或者更复杂一些的组合逻辑功能,比如译码器等。在大多数的FPGA里面,这些可编辑的组件里也包含记忆组件,例如触发器(Flip-flop)或者其他更加完整的记忆块,从而构成时序逻辑电路。

系统设计师可以根据需要,通过可编辑的连接,把FPGA内部的逻辑块连接起来。这就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者的需要而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA一般来说比专用集成电路(ASIC)的速度要慢,无法完成更复杂的设计,并且会消耗更多的电能。但是,FPGA具有很多优点,比如可以快速成品,而且其内部逻辑可以被设计者反复修改,从而改正程序中的错误,此外,使用FPGA进行调试的成本较低。厂商也可能会提供便宜、但是编辑能力有限的FPGA产品。因为这些芯片有的可编辑能力较差,所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的,然后将设计转移到一个类似于专用集成电路的芯片上。在一些技术更新比较快的行业,FPGA几乎是电子系统中的必要部件,因为在大批量供货前,必须迅速抢占市场,这时FPGA方便灵活的优势就显得很重要。

为了达到上述目的,另一种方法是采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)而不是FPGA。

早在1980年代中期,FPGA已经在可编程逻辑器件设备中扎根。CPLD和FPGA都包括了一些相对大数量的可以编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间,而FPGA通常是在几万到几百万。

CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD的结构具有一定的局限性。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性,但是它的优点是,其延迟时间易于预计,逻辑单元对连接单元比率较高。而FPGA具有的连接单元数量很大,这样虽然让它可以更加灵活的编辑,但是结构却复杂得多。

CPLD和FPGA另外一个区别是大多数的FPGA含有高层次的内置模块(比如加法器和乘法器)和内置的存储器。一个由此带来的重要区别是,很多新的FPGA支持完全的或者部分的系统内重新配置。允许他们的设计随着系统升级或者动态重新配置而改变。一些FPGA可以让设备的一部分重新编辑,而其他部分继续正常运行。


相关

  • 拖把拖把,亦称墩布(主要见于北京、河北、山西、河南地区)、地拖,是一种用来打扫用的工具,一般而言其外型都是在一根棍子的末端装上一排的棉绳,利用棉绳对水的吸收力,可以擦干净地板上的
  • 西湖龙井西湖龙井主要是指产于中国杭州西湖风景区龙井一带的一种炒青绿茶,以“色、香、味、形”而闻名,是中国最著名的绿茶之一,流传着“不是画而胜于赏画,不是诗而胜于吟诗”的美誉。据
  • 磺胺类药物磺胺类药物(Sulfonamides)是一类人工合成的抗菌药物,这类药物都是以对氨基苯磺酰胺(磺胺)为母体发展而来,因此得名。磺胺类药物抗菌谱较广,对大部分革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有
  • 杰拉米·格兰特杰拉米·格兰特(英语:Jerami Grant,1994年3月12日-),生于美国俄勒冈州,现效力于NBA联盟丹佛金块,其胞兄为 杰里安·葛兰特,目前效力于奥兰多魔术。
  • 弥特若梵圣弥特若梵(St. Mitrophan,又作圣弥托罗梵,中文名为常杨吉,1855年12月10日-1900年6月10日)是正教会的首位中国祭司。弥特若梵不到20岁时就成为了传教士,25岁由日本主教尼古拉施洗。
  • 九龙小檗九龙小檗(学名:)为小檗科小檗属下的一个种。
  • 塔岩螺塔岩螺(学名:),是新腹足目骨螺科的一种。主要分布于印度尼西亚、台湾,常栖息在沿岸。
  • 巴林超级杯巴林超级杯(Bahraini Super Cup)是巴林国内一项足球杯赛赛事,于2006年创办,由巴林足球协会主办,由巴林超级足球联赛冠军与巴林国王杯盟主之间角逐。
  • 世界电影原声学会世界电影原声学会(英语:World Soundtrack Academy)是比利时于2001年建立的非营利性组织,旨在组织、监督电影文化、教育等方面,包括保护电影的历史背景及在世界范围内推广电影艺术
  • 尼克·乔纳斯尼古拉斯·杰里·“尼克”·乔纳斯(Nicholas Jerry "Nick" Jonas,1992年9月16日-)是一名美国歌手、词曲作家和演员。乔纳斯在7岁时开始在剧场表演,2002年他推出首张单曲,与他的哥