fpga现状与发展趋势

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1、FPGA现状与发展趋势

2、第11引言前年是FPGA(现场可编程门阵列，FieldProgrammableGateArray)发明20周年，今年是晶体管发明60周年，明年是集成电路平面工艺发明50周年，在这几十年，尤其是FPGA发明的二十几年内，集成电路产业得到了快速的发展。2006年，Xilinx和Alter公司采用65nm技术分别推出了最先进的FPGA系列-Vertex-5系列和Stratix-3系列;在2006年国际电子器件会议(IEDM)上，三星公司的32Gbit新型NAND型闪存亮相，公布其采用了40nm技术，计划在200

3、8年量产的32GbitNAND型闪存，集成度已超过300亿。最近几年，微处理器完成了从单核到多核的提升，2006年11月14日，英特尔先于AMD发布了酷睿2四核处理器，称性能较双核提高厂80%。2006年11月17日，AMD对外发布了四核处理器架构，称总体功耗较英特尔处理器低80%。本文主要阐述FPGA的发展现状，并对未来的发展趋势进行分析。2FPGA的由来SPLD和CPLD在许多应用项目中都是有用的。但是它们可编程的AND和OR的平面结构又或多或少地限制了它们的发展。1985年，Xilinx推出第一款FPGA产品-XC2064

4、TM，它是一种全新的可编程逻辑，这种器件把门阵列的许多方面，如高密度与早期FPD的特性(如现场可编程性)结合在一起。FPGA采用了逻辑单兀阵列LCA(LogicCellArray)这一新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输出输人模块IOB(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA采用不同于PLD架构的设计方式，拥有较高的密度和容量，还具有I/O多、功耗低等优点，然而其布线复杂，亦导致时序延迟，只呈非固定式，延迟时间较长。FPGA的

5、架构主要有SRAMBase及Anti-fuse两种设计模式，其中SRAMBase的特点是可重复编程、低功耗、可进行系统重构;Anti-fuse由于具有一次烧录(OTP)的特性，可在保密性上提供较佳的保护，但也因此无法进行重复修改。目前PLD/FPGA供货商全部来自美国公司，主要是Xilinx、Altera、Lattice、Actel、Atmel等。其中以Xilinx和Altera的市场占有率最大，是最大的可编程集成电路供货商。ACTEL公司直是世界反熔丝技术FPGA的领先供应商，是军品级和宇航级器件的主要供应商。木文主要介绍Xi

6、linx和Altera产品系列。3Xilinx公司FPGA主要产品系列3.1发展历程表1给出了XilinxCPLD/FPGA，产品的发展历程。3.2XC3000系列XC3000系列FPGA是Xilinx公司最早提出的FPGA系列，可用最大门不到10000门，主要产品见表2。3.3XC4000系列1997年，Xilinx推出当时业内最大的FPGAXC4085XL，用0.35μm工艺制造，可用门85000逻辑门，XC4085XL的工作电压为3.3V，比同级产品省电一半，完全符合PCI及Select-RAM功能，可提供更佳的存储器功能

7、、沿边触发编写及双端口工作特性。因为应用了分段路由架构，缩短了互连线长度，比使用长线作互连线的非分段架构消耗较少电流，但更有效。1引言前年是FPGA(现场可编程门阵列，FieldProgrammableGateArray)发明20周年，今年是晶体管发明60周年，明年是集成电路平面工艺发明50周年，在这几十年，尤其是FPGA发明的二十几年内，集成电路产业得到了快速的发展。2006年，Xilinx和Alter公司采用65nm技术分别推出了最先进的FPGA系列-Vertex-5系列和Stratix-3系列;在2006年国际电子器件会议

8、(IEDM)上，三星公司的32Gbit新型NAND型闪存亮相，公布其采用了40nm技术，计划在2008年量产的32GbitNAND型闪存，集成度已超过300亿。最近几年，微处理器完成了从单核到多核的提升，2006年11月14日，英特尔先于AMD发布了酷睿2四核处理器，称性能较双核提高厂80%。2006年11月17日，AMD对外发布了四核处理器架构，称总体功耗较英特尔处理器低80%。本文主要阐述FPGA的发展现状，并对未来的发展趋势进行分析。2FPGA的由来SPLD和CPLD在许多应用项目中都是有用的。但是它们可编程的AND和OR

9、的平面结构又或多或少地限制了它们的发展。1985年，Xilinx推出第一款FPGA产品-XC2064TM，它是一种全新的可编程逻辑，这种器件把门阵列的许多方面，如高密度与早期FPD的特性(如现场可编程性)结合在一起。FPGA采用了逻辑单兀阵列LCA(LogicC