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1、FPGA简介2.CPLD/FPGA概述1.可编程逻辑器件发展历程3.CPLD/FPGA基本原理4.FPGA设计方法5.FPGA设计流程7.PLD/FPGA发展趋势6.VerilogHDL语言简介1.可编程逻辑器件的发展历程可编程逻辑器件(PLD)可编程阵列逻辑(PAL）可编程逻辑阵列(PLA)Xilinx的FPGAAltera的CPLD早期FPGAFPGA技术现在Xilinx：基于查找表技术，SRAM工艺，要外挂配置用的EEPROM的PLD叫FPGA(FieldProgramableGateArray）基于乘积项技术，Flash（类似EE
2、PROM工艺）工艺的PLD叫CPLDAltera：MAX系列（乘积项技术，EEPROM工艺），FLEX系列（查找表技术，SRAM工艺）都叫作CPLD(ComplexProgramableLogicDevice)，即复杂PLD(ComplexPLD)。FPGA技术规模大，能够完成任何数字逻辑的功能，实现系统集成在投片前验证设计的正确性，开发成本低修改设计而不用改动硬件电路，开发周期短减少PCB面积，提高系统可靠性FPGA技术PLD(CPLD/FPGA)的优点：FPGA技术CPLD和FPGA的区别制造工艺不同实现功能不同FPGA:查找表技术，
3、SRAM工艺CPLD：乘积项技术，Flash/EEPROM工艺FPGA:时序逻辑电路CPLD:组合逻辑电路3.CPLD/FPGA基本原理FPGA技术◆基于查找表的PLD的基本结构及逻辑实现原理◆基于乘积项的PLD的基本结构及逻辑实现原理查找表（Look-Up-Table）的原理和结构查找表LUT实质上是一个RAM，n位地址线可以配置为n×1的RAM。当用户描述了一个逻辑电路后，软件会计算所有可能的结果，并写入RAM。每一个信号进行逻辑运算，就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，输出结果FPGA技术XilinxSpartan-II
4、内部结构FPGA技术Altera的FLEX/ACEX等芯片的内部结构FPGA技术选择FPGA还是CPLDCPLD组合逻辑的功能很强，一个宏单元就可以分解十几个甚至20－30多个组合逻辑输入。FPGA的一个LUT只能处理4输入的组合逻辑，因此，CPLD适合用于设计译码等复杂组合逻辑。但FPGA的制造工艺确定了FPGA芯片中包含的LUT和触发器的数量非常多，往往都是几千上万，CPLD一般只能做到512个逻辑单元，而且如果用芯片价格除以逻辑单元数量，FPGA的平均逻辑单元成本大大低于CPLD。FPGA技术4.FPGA的设计方法FPGA的常用设计
5、方法包括“自顶向下”和“自下而上”,目前大规模FPGA设计一般选择“自顶向下”的设计方法。所谓“自顶向下”设计方法,简单地说,就是采用可完全独立于芯片厂商及其产品结构的描述语言,在功能级对设计产品进行定义,并结合功能仿真技术,以确保设计的正确性,在功能定义完成后,利用逻辑综合技术,把功能描述转换成某一具体结构芯片的网表文件,输出给厂商的布局布线器进行布局布线。布局布线结果还可反标回同一仿真器,进行包括功能和时序的后验证,以保证布局布线所带来的门延时和线延时不会影响设计的性能。FPGA技术自顶向下设计方法学顶层模块子模块1子模块2子模块3叶
6、单元叶单元叶单元叶单元叶单元叶单元FPGA技术FPGA技术5.FPGA设计流程（1）设计定义（2）设计输入（3）功能仿真（4）逻辑综合（6）布局布线（7）后仿真（8）静态时序分析（9）在系统测试6.VerilogHDL语言简介能力设计的行为特性、设计的数据流特性、设计的结构组成以及包含响应监控和设计验证方面的时延和波形产生机制。提供了编程语言接口，通过该接口可以在模拟、验证期间从设计外部访问设计，包括模拟的具体控制和运行。主要功能基本逻辑门，例如and、or和nand等都内置在语言中开关级基本结构模型，例如pmos和nmos等也被内置在语
7、言中可采用三种不同方式或混合方式对设计建模两类数据类型能够描述层次设计，可使用模块实例结构描述任何层次能够使用门和模块实例化语句在结构级进行结构描述FPGA技术VerilogHDL建模概述1.模块Verilog的基本描述单位，用于描述某个设计的功能或结构及与其他模块通信的外部端口加法器实例moduleaddr(a,b,cin,count,sum);input[2:0]a;input[2:0]b;inputcin;outputcount;output[2:0]sum;assign{count,sum}=a+b+cin;endmoduleFP
8、GA技术模块的结构modulemodule_name(port1,port2,......);//Declarations:input,output,inout,reg,wire,parame
