复旦大学来金梅老师FPGA课件：洞察FPGA发展历程与趋势

"复旦大学来金梅老师的FPGA课件包含了FPGA的发展历程、当前市场状况、未来趋势以及在电子设计中的重要作用。这是一份非常珍贵的学习资料，被誉为经典之作，对于想要深入理解FPGA的学者和技术人员极具价值。" FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它允许用户根据需求定制数字电路。来金梅老师的课件首先介绍了FPGA的发展概要，追溯到70年代初期的PROM，这是一种速度较慢的只读存储器；接着是PLA（Programmable Logic Array），由可编程的与或阵列构成，但由于编程复杂性，其应用并不广泛。随后，70年代末期出现了PAL（Programmable Array Logic），通过熔丝编程技术实现了“与”阵列的编程，速度更快，成为第一款广泛应用的PLD。 随着技术的进步，80年代出现了GAL（Generic Array Logic），采用电擦除技术，具有更高的灵活性，但仍然存在一些局限，如利用率低、设计灵活性差、I/O数量有限以及固定的互连结构。EPLD（Erasable Programmable Logic Device）随之出现，以逻辑块级编程为特点，设计灵活性得到了显著提升。 进入90年代，Xilinx推出了首款FPGA XC2000，标志着从逻辑门级编程的转变，提供了更灵活的设计环境，包括可编程逻辑单元（PLC）、可编程连线资源（PRR）和可编程I/O模块（PIO）。这一时期，FPGA的规模和性能迅速提升，能够集成更多的功能，如Xilinx Virtex-II Pro系列，内嵌了DSP单元、微控制器、RAM和PCI总线接口等，使得FPGA成为实现System-on-a-Programmable Chip（SOPC）的关键技术。 课件中还讨论了商用FPGA产品的现状和应用前景，FPGA广泛应用于通信、计算机、航空航天、工业控制等多个领域，其高度的可定制性和快速原型验证能力使其在高速计算、信号处理和嵌入式系统中占据了重要地位。随着技术的发展，FPGA不仅在性能上持续提升，同时也在功耗、集成度和易用性方面取得了显著进步。 最后，课件展望了FPGA的发展趋势。随着摩尔定律的推进，FPGA的密度持续增加，同时与处理器的融合更加紧密，例如嵌入ARM核，形成了SoC FPGA。此外，软件定义硬件的理念推动了高层次的抽象设计工具，使得非专业数字设计师也能利用FPGA进行系统设计。量子计算、人工智能和5G通信等领域的发展，也将进一步拓宽FPGA的应用领域，预示着FPGA将在未来的电子行业中扮演更为关键的角色。