FPGA入门：Xilinx与Altera的可编程逻辑器件解析

"该文档是关于FPGA的入门教程，主要介绍了可编程逻辑器件的发展历程、类型以及Xilinx和Altera的FPGA简介。" 在数字电路设计领域，FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种重要的可编程逻辑器件，它允许设计者通过软件配置来实现定制化的数字逻辑功能。FPGA的发展历程可以追溯到早期的PROM、EPROM、EEPROM，以及随后的PAL、GAL、CPLD。这些器件逐步演进，从实现简单的逻辑功能到支持复杂的数字系统设计。 1. 可编程逻辑器件简史与分类 - PROM（可编程只读存储器）：早期的可编程器件，只能一次性编程。 - EPROM（紫外线可擦除只读存储器）：增加了可擦除功能，需通过紫外线照射擦除。 - EEPROM（电可擦除程序存储器）：进一步改进，可以通过电子方式擦除和重新编程。 - PAL/GAL：提供更灵活的逻辑设计，但密度较低，适合简单逻辑电路。 - CPLD：复杂可编程逻辑器件，能够处理更复杂的逻辑功能，如接口转换和总线控制。 - FPGA：现场可编程门阵列，具有更高的密度和速度，适合高端数字逻辑设计。 2. FPGA的结构与特点 - FPGA通常基于SRAM或Flash工艺，拥有高集成度，可以包含数万至数千万系统门。 - 它由可编程I/O单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、布线资源和内嵌专用内核等组成。 - FPGA的灵活性使其能适应高速、高密度的设计需求，广泛应用于通信、计算、图像处理等领域。 3. 主要供应商 - Xilinx的FPGA产品线包括Spartan（面向低成本应用）、Virtex（高端高性能应用）、Artix（平衡性能与成本）等系列。 - Altera（现已被Intel收购）也提供广泛的FPGA产品，与Xilinx竞争市场份额。 - Lattice Semiconductor则专注于低成本和简单逻辑解决方案，如PAL和GAL。 了解FPGA的基本概念和市场概况对于想要进入数字电路设计领域的学习者至关重要。通过学习，设计师可以掌握如何利用FPGA实现自定义的数字系统，并根据具体项目需求选择合适的FPGA器件。随着技术的进步，FPGA的应用范围还在不断扩大，不仅在传统的电子工程领域，还在人工智能、机器学习等新兴领域发挥着重要作用。