FPGA特点：SRAM结构、延迟与逻辑利用率详解

本资源主要介绍了现场可编程门阵列（FPGA）作为一种可编程器件的特点。FPGA的特点主要体现在以下几个方面： 1. SRAM结构与易失性：FPGA采用SRAM结构，允许无限次编程，但这种优势伴随着易失性问题，即在断电后，芯片内的信息会丢失。为了使用FPGA，需要定期或每次通电时重新配置逻辑，配置方式有七种，需要查阅相关文献。 2. 延迟时间不确定性：与低密度可编程逻辑器件（如HDPLD）相比，FPGA的内部连线不是固定的，而是分布在复杂的复杂可编程逻辑块（CLB）周围，这导致信号路径不确定，从而造成系统速度方面的不确定性，通常FPGA的速度不如EPLD。 3. 逻辑利用率高：尽管FPGA的CLB规模较小，但因其内部连线丰富，设计者可以进行更深入的优化，提高逻辑设计的灵活性和效率，从而达到较高的逻辑利用率。 4. 功能集成与复杂逻辑实现：FPGA具有很高的集成度，能够实现复杂的时序逻辑，这使得它特别适合于需要灵活定制和复杂逻辑功能的应用场景。 5. 分类与应用领域：PLD（可编程逻辑器件）包括多种类型，如EPROM、FPLA、PAL、GAL、EPLD、FPGA和CPLD等，根据功能和集成度划分为低密度和高密度。FPGA尤其在电子设计自动化（EDA）中占据重要地位，其设计流程包括设计输入、设计实现、编程以及功能仿真等步骤。 6. 与传统设计方法对比：FPGA代表了"基于芯片的设计方法"，与传统的固定功能集成块加连线的电子系统设计方法相比，具有体积小、功耗低、可靠性高以及灵活性强的优点，但批量生产时成本较高，设计周期较长。 FPGA以其可编程性和灵活性，成为现代电子设计中的关键元件，尤其是在需要高度定制化和快速原型开发的领域。然而，它的使用需要对设计流程和技术有深入理解，以克服潜在的延迟和稳定性挑战。