FPGA基础:LUT、D触发器与CLB结构详解
需积分: 0 76 浏览量
更新于2024-06-30
收藏 5.49MB PDF 举报
FPGA相关知识1深入解析了FPGA的基本概念和结构。FPGA(Field-Programmable Gate Array),即可编程逻辑阵列,是一种灵活的硬件平台,允许用户根据设计需求在运行时重新配置其逻辑功能。
1.1 FPGA基本单元
FPGA的核心单元主要包括查找表(LUTs)和D触发器。LUTs,作为组合逻辑单元,是FPGA中最基础的构建模块,通常具有多个输入和一个输出,用于实现复杂的逻辑函数。它们提供了大量的可编程能力,能够处理各种布尔逻辑表达式。D触发器作为时序逻辑单元,负责存储状态并根据输入信号进行状态更新,这对于实现时序控制至关重要。
FPGA的物理结构大多基于SRAM(静态随机访问存储器)技术,这种结构决定了其内部的查找表实现方式。当前主流的FPGA由以下几个主要模块组成:
- 可编程输入输出单元(IOB,Input/Output Block):IOB负责连接外部电路,包括电源、地线以及数据交互。IOB被划分为多个组,每个组具有特定的电压范围,如HRIO和HPIO。IOB支持DDR双数据率,输入输出信号的延时可通过IDELAY和ODELAY单元进行精细调整。
- 可配置逻辑块(CLB,Configurable Logic Block):CLB是FPGA的主体逻辑单元,由多个Slice组成。每个CLB包含多个LUTs,多路复用器,进位链和DFF(D触发器)等。SliceM与SliceL的区别在于,SliceM还额外提供了查找表为基础的分布式RAM和移位寄存器,用于存储和处理数据。
- 数字时钟管理模块(DCM):为了保证系统时钟的准确性和稳定性,FPGA内嵌有DCM,它负责时钟的生成、同步和相位锁定,确保各个部分的正确协同工作,减少抖动并实现时钟滤波功能。
FPGA的使用通常涉及设计工具如ISE(Intel System Generator for FPGA)或Quartus等,这些工具允许用户以硬件描述语言(HDL,如Verilog或VHDL)描述设计,然后下载到FPGA中进行实际操作。通过理解FPGA的基本结构和组成部分,开发者可以更有效地利用这些器件来构建高效、灵活的数字系统。
2009-09-25 上传
2023-06-09 上传
2023-07-27 上传
2023-10-08 上传
2023-09-29 上传
2024-06-07 上传
2023-06-03 上传
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/5c404003cbc74c9a866e2eba000d5069_weixin_35765226.jpg!1)
仙夜子
- 粉丝: 40
- 资源: 325
最新资源
- 多模态联合稀疏表示在视频目标跟踪中的应用
- Kubernetes资源管控与Gardener开源软件实践解析
- MPI集群监控与负载平衡策略
- 自动化PHP安全漏洞检测:静态代码分析与数据流方法
- 青苔数据CEO程永:技术生态与阿里云开放创新
- 制造业转型: HyperX引领企业上云策略
- 赵维五分享:航空工业电子采购上云实战与运维策略
- 单片机控制的LED点阵显示屏设计及其实现
- 驻云科技李俊涛:AI驱动的云上服务新趋势与挑战
- 6LoWPAN物联网边界路由器:设计与实现
- 猩便利工程师仲小玉:Terraform云资源管理最佳实践与团队协作
- 类差分度改进的互信息特征选择提升文本分类性能
- VERITAS与阿里云合作的混合云转型与数据保护方案
- 云制造中的生产线仿真模型设计与虚拟化研究
- 汪洋在PostgresChina2018分享:高可用 PostgreSQL 工具与架构设计
- 2018 PostgresChina大会:阿里云时空引擎Ganos在PostgreSQL中的创新应用与多模型存储