fpga技术调研报告

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1、FPGA技术调研报告氺氺微电子学与固体电子学一FPGA发展现状当今社会是数字化的社会，是数字集成电路广泛应用的社会，数字集成电路本身在不断地进行更新换代。它由早期的电子管、晶体管、小中规模集成电路，发展到超大规模集成电路（VLSI，几万门以上）以及许多具有特定功能的专用集成电路。但是，随着微电子技术的发展，设计与制造集成电路的任务己不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路（ASIC）芯片，而且希望ASIC的设计周期尽可能短，最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片，并且立即投入实际应用之中，因而出现了现场可编程逻辑器件（FPLD）,其屮

2、应用最广泛的当属现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）。大规模可编程逻辑器件CPDL和FPGA是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路，电子设计工程师利用它可以在办公室或实验室里设计出所需的专用集成电路，从而人人缩短产品的上市吋间，降低了开发成本。此外，可编程逻辑器件还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以象软件一样通过编程来修改，这样就极大的提高了电子系统设计的灵活性和通用性。由于具备上述两方面的特点，CPLD和FPGA受到了世界范围内广大电子设计工程师们的普遍欢迎，应用H益广泛。目前己有单片可用门数超过数百万门、工作频率

3、可达500姗z以上的可编程AS1C芯片问世，由于工艺和结构的不断改进，可编程ASIC芯片上包含的资源越来越丰富，可实现的功能越來越强，他们已成为当今实现电子系统集成化的重要手段。当代FPGA/CPLD的优点可归纳如下：1）高速；2）高可靠性;3）编程简便；4）易学易用；5）开发周期短；6）保密性能好；7）系统易维护、易升级。二FPGA应用研宄的必要性和现实意义随着微电子技术的飞速进步，电子学进入了一个崭新的时代，其特征是电子技术的应用正以空前规模和速度渗透到各行各业。现场可编程器件的广泛应用，为各行业的电子系统设计工程师自行开发本行业专用的ASIC提供了技术和物质条件

4、。FPGA器件作为当今电子设计领域应用最广泛的可编程器件之一，其原因是多方面的，FPGA器件高集成度、可现场修改、开发周期短等优点满足了从军用到民用、从高端到低端的大多数电子设计领域的需求。而FPGA器件从出现至今只有短短二十年的发展历史，有很多电子设计工程师以至FPGA产品的用户对这一器件的特性、优势还不是非常了解，部分冇经验的设计师依然习惯于用单片机等传统工具从事电路设计，这样就影响了电子产品的市场竞争力，也忽略了产品的升级空间。因此,十分有必要对FPGA这一族器件进行全面细致的分析研究,从而更好地利用FPGA的优势为电子设计服务。FPGA应用研究对PDL公司来说

5、是一件与研发生产同等重要的大事，了解自己的FPGA产品与其他产品的差距、在市场的位置、在消费者中的口碑，才能不断研制出更有竞争力的FPGA产品:FPGA应用研究对科研工作者的作用也是显而易见的，随着科研项目的大型化、复杂化、市场化，所需要的工具也要具有高速处理大量数据的能力，而HFPGA的可重复编程和易维护易升级的特点尤其适于在实验室屮使用，进行FPGA应用研究可以令科研工作事半功倍;FPGA应用研宄对广大个人用户更是必要，由于FPGA的最大优点是能进行设计调整而满足产品升级，所以用它计的便携产品即使己经发货，仍可在现场升级或修改，用户为了更好的使用FPGA器件也有必

6、要进行FPGA应用研究。FGPA与传统的结构化ASIC相比，即使一个结构化ASIC设计进行得非常完美，但FI标市场也会变化，或者标准会更新。在这种情况T，不灵活性会带来订货和库存风险，库存和NRE成本就被浪费了。另外，PI供应商、EAD厂商等很难支持结构化ASIC的发展。而FPGA可以容易地进行重新编程来适应新的要求，或者FPGA库存可以重新应用于另一个项目。可以相信，会有越来越多的电子设计工程师倾向于在1C解决方案中采用可编程逻辑器件。可编程逻辑实际上正在成为市场的主流，并且在不断寻求原先从未应用过的新市场。三FPGA与开发语言对于FPGA开发而言，比较流行的HDL

7、主要有VerilogHDL、VHDL、ABEL一HDL和AHDL等。其中VHDL和VerilogHDL因适合标准化的发展方向而最终成为IEEE标准。与VHDL相比VerilogHDL有个最大的优点是：它是一种非容易掌握的硬件描述语言。只要有C语言的编程基础，一般经过2到3个月的认真学习和实际操作就能掌握这种设计技。并且完成同一功能它的程序条数一般仅为VHDL的1/3。Verilog并不是FPGA专用的设计语言，有些东两在FPGA中并等不到应用，也就是说FPGA应用的Verilog实际是Verilog语法的•一个子集。VHDL是Veryhighspee