FPGA技术详解:连续赋值语句与PLD/CPLD发展史
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更新于2024-08-17
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在FPGA技术教程中,连续赋值语句是描述逻辑电路行为的关键部分。连续赋值语句由关键字`assign`引导,使用等于号`=`进行赋值,适用于将信号表达式的值即时映射到wire型变量上。这种语句强调的是信号的实时更新,反映输入信号变化时输出的即时响应,适用于逻辑门和组合逻辑电路的设计。
例如,`assign y =~(a&b&c&d)`展示了如何用Verilog HDL描述一个四输入与非门,其中`y`是输出,`a`, `b`, `c`, 和 `d` 是输入,`#1` 表示存在1个时间单位的延迟。这表明在Verilog中,设计者可以明确指定信号之间的时序关系,这对于理解和实现实际电路的行为至关重要。
FPGA(Field-Programmable Gate Array)技术,作为一种可编程逻辑器件,其发展历程起源于20世纪70年代的PROM(Programmable Read-Only Memory)和PLA(Programmable Logic Array)。这些早期的器件通过熔丝或电可擦写技术实现编程。到了80年代,AMD的PAL和Lattice公司的GAL引入了更高的灵活性。Xilinx在80年代中期提出了现场可编程的概念,引领了FPGA技术的革命,用户可以直接改变内部布线以实现特定功能。
FPGA与CPLD(Complex Programmable Logic Device)一起,构成了PLD(Programmable Logic Device)家族。CPLD通常指的是在设计完成后再进行配置的器件,如Altera的CPLD产品。这些器件允许在芯片上进行配置,提供了更大的设计自由度和灵活性。
在现代FPGA技术中,如Altera和Xilinx的产品,除了基本的PLD功能外,还支持在系统编程(ISP)和高级硬件描述语言(如VHDL和Verilog)的使用,使得设计者能够使用高级抽象层次来描述复杂的数字电路,大大提高了设计效率和灵活性。
学习和掌握连续赋值语句以及FPGA技术的发展历史和原理,对于从事硬件描述语言编程和FPGA设计的人来说,是非常重要的基础知识,因为它们直接影响到电路的实现和性能优化。在实际应用中,理解这些概念能够帮助设计师创建高效、灵活且可重构的电子系统。
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