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1、第2卷第1期邵阳学院学报(自然科学版)Vol.2.No.12005年3月JournalofShaoyangUniversity(NaturalSciences)Mar.2005文章编号:1672-7010(2005)01-0042-03FPGA与硬件描述语言(HDL)的设计李凯南(武汉大学动力与机械学院,湖北武汉430072)摘要:FPGA芯片是逻辑技术的硬件基础,而硬件描述语言(HDL)是具体逻辑实现的手段和工具,两者构成了逻辑技术的基本核心,文章针对两者特性进行介绍,结合应用提出了一种FPGA的设计流程.关键词:逻辑;FPGA器件;描述语言(HDL)中图分类号:TP331.1文献
2、标识码:AADesignofFPGAandHardwareDescriptionLanguage(HDL)LIKen-nan(PowerandMachineCollege,WuhanUniversity,Wuhan,Hubei430072)Abstract:FPGAchipisthebaseoflogictechnologyHDL,whichisthemeansandtoolsofcarryingoutthelogic.Thebothmakesupofthebasiccoreofthelogictechnology.Inthispaperisintroducedadesignflow.onFP
3、GA.Keywords:logic;FPGApartsofanapparatus;Descriptionlanguage(HDL)1前言长处相结合,使设计者在FPGA开发系统软件的支持下,现场直接根据系统要求定义和修改逻辑功能,使一FPGA器件(FiledProgrammableGateArray)是20个包含数万甚至数十万、百万个逻辑门的数字系统设计世纪80年代中期出现的一种新概念用户现场可编高效、快捷地实现.程门阵列集成电路,是倍受现代数字系统设计工程师欢2.1FPGA选型迎的最新一代系统设计芯片.数字系统应用的基本特征对于可编程逻辑器件来说,要结合设计中对逻辑容乃由中小规模集成
4、度的标准通用集成电路,向用户定制量、I/O数目,全局资源、RAM数目及使用方式、DLL精的专用集成电路(ASIC)过渡.FPGA器件的产生正是由度、速度要求、封装形式、PCB布板、工艺等情况和不同此而来,其作为一种新型的用户现场可编程的专用集成厂家器件指标进行综合分析,选择性价比最高的器件.电路,显示了诱人的应用前景.其重要意义在于,不仅仅一般来说,对于SRAM查找表型的FPGA,都在在单片集成了几万~几百万门,更重要在于可编程特性Xilinx和Altera两个供应商之间选择.出于器件应用的上以逻辑块级越至逻辑门级,引入标准的编程语言,使可靠性、设计的顺利编译实现性以及可能的扩展功能方硬件设计
5、越来越软化!.重用性和可移植性大大加强.面的综合考虑,对资源利用率方面的要求为:逻辑资源2FPGA技术利用率不超过90%,I/O利用率不超过95%;还有,一FPGA器件起源于美国Xilinx公司,FPGA用户般来说,在某个阶段,供应商会主推一些型号的器件,这现场可编程门阵列器件,顾名思义,是一种可由用户根些主流器件一般都有较高的性价比.据所设计的数字系统的要求,在现场由自己配置、定义对于门数的问题,不同公司有不同计算标准,对于的高密度专用数字集成电路.FPGA将现代的VLSI逻FPGA内部的逻辑资源统计,多以逻辑单元(LC)的数目辑集成的优点、可编程设计的灵活制作以及上市快捷的来衡量.在具
6、体选择中,需要根据设计中的触发器收稿日期:2004-12-20作者简介:李凯南(1960-),男,湖南邵阳人,邵阳学院电气信息工程学院讲师,武汉大学动力与机械学院在读硕士,从事控制工程教学与研究.第1期李凯南:FPGA与硬件描述语言(HDL)的设计43(FF)、逻辑单元、查找表(LUT)、RAM、I/O数目等确定VHDL和Verilog-HDL.型号.3.1VHDL硬件描述语言2.2结构和资源1985年在美国国防部的支持下正式推出了超高速FPGA的核心部分是逻辑单元阵列(LCA-Logic集成电路硬件描述语言(VHDL),它是目前世界上标准CellArray);LCA的主体部分是由相同
7、的可编程逻辑模化程度最高的一种硬件描述语言.它源于美国国防部提块(CLB)构成的矩阵,每个LCA含有可编程的组合逻出的超高速集成电路计划,最初的目的是为了在各个承辑和寄存器,每个组合逻辑可实现由它的输入变量构成担国防部订货的集成电路厂商之间建立统一的设计数布尔方程或由布尔方程来决定这些组合逻辑部分,寄存据和文档交换格式.IEEE于1987将VHDL采纳为硬器可由组合逻辑或直接由CLB的输出装入信息
