FPGA原理结构以及内部资源

ulppknot

一、FPGA原理
FPGA中的基本逻辑单元是CLB模块，一个CLB模块一般包含若干个基本的查找表、寄存器和多路选择器资源，因此FPGA中的逻辑表达式基于LUT的。
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FPGA内部的编程信息一般存储在SRAM单元中，因此通常的FPGA都是基于SRAM的，所以掉电后信息会丢失，下次上电需要先配置才能使用。
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8 s: X0 M+ \7 z: t着重介绍Xilinx FPGA，

/ l! a, ~( U& V' F2 C+ k二、FPGA产品的速度等级
速度等级一般反映一款芯片的性能，速度等级越高，说明芯片内的逻辑延时和布线延时越小，设计的性能要求也越容易达到，随之付出的成本也越大。

9 ?% S" M+ [/ R% X# X. J对Xilinx FPGA，速度等级一般有“-1”、“-2”、“-3”等，数字越大，速度等级越高，芯片价钱也越贵。
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  K( V. K/ ~% d7 o$ f; N对Intel FPGA，速度等级一般有“-6”、“-7”、“-8”，数字越小表示速度等级越高、价钱越贵。

6 X, W6 S1 T) @. w/ p. t, R# N三、FPGA内部资源
0 L% ~+ Z! }! x1 [, ]; V逻辑资源块是FPGA内部最重要的资源，Xilinx称其为CLB（configurable logic block）;

7系列中，FPGA内部三大主要资源：可编程逻辑单元、可编程I/O单元、布线资源
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, B% c0 i/ d& o
1、可配置逻辑单元（configurable logic block）

CLB在FPGA中最为丰富，由两个SLICE构成，SLICE分为SLICEL（Logic）和SLICEM（M:Memory），因此CLB可分为CLBLL和CLBLM两类；
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! P; N& X; e2 ~, zSLICEL和SLICEM内部都包含4个6输入查找表（LUT6）、3个数据选择器（MUX）、1个进位链（carry chain）和8个触发器（Flip-Flop）；
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9 @/ D5 O+ q% d7 `3 z2 z2、存储单元（Block RAM）
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3 i* I( L8 h5 U+ QBlock RAM可以被配置为同步、异步、单端口、双端口的RAM或FIFO,或者ROM;

; ^3 ?1 m7 z9 q. s5 U" S( Q3、运算单元（DSP48E1）

& Q$ y  i: h5 f  ]) [( k9 L/ q当FPGA需要复杂的运算时，会使用DSP48E1，例如乘法；
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fanichicl

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