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 B% y- T! h4 i9 e  v着重介绍Xilinx FPGA，
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二、FPGA产品的速度等级
9 [0 K0 K- N/ C+ B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。

- D* e& i; g5 C' o6 I2 e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。

) [( y4 e# p' F& B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。
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, i) x" b, R2 h2 q$ ~% p- G5 F三、FPGA内部资源
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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! x7 p: \; J+ ?5 p# `% k. y1、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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8 _) k0 R3 s( a: tSLICEL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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6 c5 S) }1 j2 V; Y2 M# F
2、存储单元（Block RAM）
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: p) r9 ~/ W& f- n( 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;
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3、运算单元（DSP48E1）
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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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