Xilinx FPGA原语的使用方法和分类

Xinlinx原语的用法1 Xilinx公司原语的使用方法是FPGA开发中非常重要的一部分，原语是Xilinx针对其器件特征开发的一系列常用模块的名字，用户可以将其看成Xilinx公司为用户提供的库函数，类似于C++中的“cout”等关键字，是芯片中的基本元件，代表FPGA中实际拥有的硬件逻辑单元，如LUT，D触发器，RAM等，相当于软件中的机器语言。 Xilinx公司提供的原语，涵盖了FPGA开发的常用领域，但只有相应配置的硬件才能执行相应的原语，并不是所有的原语都可以在任何一款芯片上运行。在Verilog中使用原语非常简单，将其作为模块名直接例化即可。本节以Virtex-4平台介绍各类原语，因为该系列的原语类型是最全面的。其它系列芯片原语的使用方法是类似的。 Xilinx公司的原语按照功能分为10类，包括： 1. 计算组件：计算组件是FPGA开发中最基本的组件之一，负责进行数学运算，如加法、乘法、除法等。计算组件的例子包括DSP48核，也有人将其称为硬件乘法器，功能描述如表3-6所示。 表3-6计算组件清单 DSP48其结构为一个18*18比特的有符号乘法器，且在后面还级联了一个带有可配置流水线的3输入加法器DSP48核由一个18比特的乘法后面级联一个48比特的加法器，乘法器和加法器的应用位宽分别可以在18、48比特内任意调整。其在乘加模块中有广泛应用，特别是各类滤波器系统中，不仅可以提高系统稳定性，还能够节省逻辑资源且工作在高速模式下。 2. I/O端口组件：I/O端口组件是FPGA开发中负责输入/输出操作的组件，负责将数据传输到芯片的输入/输出端口。I/O端口组件的例子包括Input/Output Buffer、Output Buffer等。 3. 寄存器和锁存器组件：寄存器和锁存器组件是FPGA开发中负责存储数据的组件，负责将数据存储在寄存器或锁存器中。寄存器和锁存器组件的例子包括Flip-Flop、Latch等。 4. 时钟组件：时钟组件是FPGA开发中负责时钟信号的组件，负责将时钟信号传输到芯片的其它部分。时钟组件的例子包括Clock Buffer、Clock Generator等。 5. 处理器组件：处理器组件是FPGA开发中负责执行指令的组件，负责将指令执行并将结果存储到寄存器或锁存器中。处理器组件的例子包括Microprocessor、DSP等。 6. 移位寄存器组件：移位寄存器组件是FPGA开发中负责移位寄存器操作的组件，负责将数据移位到指定的位置。移位寄存器组件的例子包括Shift Register、Rotate Register等。 7. 配置和检测组件：配置和检测组件是FPGA开发中负责配置和检测的组件，负责将配置信息传输到芯片的其它部分，并检测芯片的工作状态。配置和检测组件的例子包括Configuration Port、Debug Module等。 8. RAM/ROM组件：RAM/ROM组件是FPGA开发中负责存储数据的组件，负责将数据存储到RAM或ROM中。RAM/ROM组件的例子包括Block RAM、Distributed RAM等。 9. Slice/CLB组件：Slice/CLB组件是FPGA开发中负责逻辑计算的组件，负责将逻辑计算结果存储到寄存器或锁存器中。Slice/CLB组件的例子包括Slice、CLB等。 10. G比特收发器组件：G比特收发器组件是FPGA开发中负责高速数据传输的组件，负责将数据传输到高速接口上。G比特收发器组件的例子包括Gigabit Transceiver、High-Speed Transceiver等。 在Verilog中使用原语非常简单，将其作为模块名直接例化即可。例如，使用DSP48核可以将其作为模块名直接例化，如下所示： ```verilog module fpga_v4_dsp48( BCOUT, P, PCOUT, A, B, BCIN, C, CARRYIN, CARRYINSEL, CEA, CEB, CEC, CECARRYIN, CECTRL, CEM, CEP, CLK, OPMODE, PCIN, RSTA, RSTB, RSTC, RSTCARRYIN, RSTM, RSTP, SUBTRACT ); ``` Xilinx公司原语的使用方法是FPGA开发中非常重要的一部分，用户可以将其看成Xilinx公司为用户提供的库函数，类似于C++中的“cout”等关键字，是芯片中的基本元件，代表FPGA中实际拥有的硬件逻辑单元，如LUT，D触发器，RAM等，相当于软件中的机器语言。