现场可编程门阵列性能初探

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1、现场可编程门阵列性能初探：FPGA（FieldProgrammableGateArray）即现场可编程门阵列，是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。FPGA的使用非常灵活，同一芯片可以通过不同的编程数据产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、X络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。首先介绍FPGA芯片基本特点，设计原则和流程，并深入分析FPGA应用情况。　　关键词：FPGA芯片；设计流程；应用　　：TH7：A：1671－7597（20

2、11）0310193－01　　　　FPGA是集成度很高的一种集成电路，用户可对FPG内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现不同的功能，因而也被用于CPU的模拟。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPG中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构，这一特性可构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPU，这是当今研究的热门领域。　　1FPGA芯片基本特点　　1）FPGA内部具有丰富的触发器和输入/输出引脚，且能支持不同的I/O标准，克服了原有可编辑器件门电路有限的缺陷。　　2）FPGA是专用集成电路中设计周期最短

3、、成本最低、风险最小的器件之一。　　3）FPGA可作其他全定制或半定制ASIC电路的中试样片，解决了定制电路的不足。　　4）FPGA一般采用SRAM工艺，集成度高、功耗低，并且能与CMOS、TTL电平兼容。　　5）FPGA无需专用编程器，只需更换一片EPROM即可修改其功能，使用灵活方便。　　2FPGA设计指导原则　　FPGA设计技术的关键就是利用强有力的设计工具来缩短开发周期、提供元器件的高效利用率以及在性能与设计规模之间做出最佳的选择。对于一个数字信号处理系统的设计，描述可分为五个不同的抽象层次：　　1）系统级（SystemLevel）。主要

4、是针对整个系统的性能描述，是系统的最高层次的抽象描述。　　2）行为级（BehavioralLevel）。对系统进行结构划分，接着就是对每一个功能模块完成行为描述，有时也称为算法级或功能级。　　3）RTL级（RegisterTransportLevel）。行为级所描述的算法或功能等，最终要以数字电路来实现，而数字电路从本质上可以看作是寄存器与组合逻辑两种类型的合成。　　4）逻辑门级（GateLevel）。上一层的RTL级中用到了寄存器与组合逻辑两种类型的电路，而无论是组合逻辑还是寄存器，都是通过各种基本的逻辑门实现的。　　5）开关级（S].北京航空

5、航天大学出版社，2009.　　[2]赵雅兴，FPGA原理、设计与应用[M].天津大学出版社，1999.　　[3]刘韬、楼兴华，FPGA数字电子系统设计与开发实例导航[M].人民邮电出版社，2005.　　　　简介：　　黄耀兴，男，福建省漳州市人，天津工业大学信息与通信工程学院。