采用FPGA实现数字系统

《采用FPGA实现数字系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、采用FPGA实现数字系统ImplementingthedigitalsystemusingFPGA乾目录FPGA简介为什么采用FPGA开发平台和设计工具HDL（硬件描述语言）FPGA的设计原则系统设计开发流程坤2FPGA简介FPGA结构图屯3FPGA简介结构组成：可配置逻辑单元（CLB）IO模块（IOB）Memory资源可编程的互连线（PI）时钟网络其他内嵌资源（DSP，CPU等）蒙4目录FPGA简介为什么采用FPGA开发平台和设计工具HDL（硬件描述语言）FPGA的设计原则系统设计开发流程需5为什么采用FPGA高性能，能够达到以前用ASI

2、C才能实现的性能；并行执行；可以灵活配置，和ASIC相比大大缩短了开发周期；低成本；讼6为什么采用FPGAFPGA和DSP的性能比较师7为什么采用FPGADSP基本是串行的，并行程度有限，但是编程调试要容易许多；FPGA可以在资源允许的前提下，尽量的提高硬件的并行程度，但是面向更低的逻辑层，因此设计和调试都要复杂，尤其是并行程序调试，现在还没有好的解决方案；DSP易于实现一些复杂的信号处理算法，目前的高端FPGA都集成了DSP核。比8目录FPGA简介为什么采用FPGA开发平台和设计工具HDL（硬件描述语言）FPGA的设计原则系统设计开发流程

3、小畜9开发平台和设计工具目前主流的FPGA芯片厂家XilinxAlteraActelLattice其他芯片和设计工具的选择根据应用和设计开发工具进行选择履10XilinxXC系列用于小规模设计CoolRunner系列属于CPLDSpartan系列Spartan/Spartan-XLSpartan-IISpartan-IIESpartan-3泰11Spartan-3世界上第一款采用90nm工艺制造的FPGA；Spartan-3结构否12Slice结构Slice是比CLB更小的逻辑单元，Spartan-II中，每个CLB含有2个Slice，每个

4、Slice又含有2个LUT（查找表）和2个FF（触发器）。Spartan-II中slice的结构同人13XilinxVirtex系列VirtexVirtex-EVirtex-II和Virtex系列相比，增加了独立乘法器，而且提高了RAM块的容量；Virtex-IIPro增加了PowerPC处理器核、RocketIO高速收发器和高性能的时钟管理单元。大有14Virtex-IIProVirtex-IIPro基本结构XC2VP2-XC2VP1001-2个PPC405核；8-20个RocketIO收发器，最大可达100Gb/s的全双工数据率；最高8

5、Mb的Memory，同时带有高速片外内存接口；大量18x18bit乘法器。谦15PowerPC405嵌入式PPC405核的结构图豫16AlteraMAX/MAXII属于CPLD的范畴ACEX/FLEX低成本的FPGACyclone中等规模的FPGA随17AlteraStratix/StratixII高性能FPGA含有DSP模块大量的片上MemoryMercury/StratixGX带有高速传输接口，用于高性能高速系统设计NOIS软处理器用Verilog编写的可编程CPU核，可以集成到其他FPGA中蛊18芯片和平台的选择主要还是看应用本身，哪

6、款芯片能够用最低的成本实现设计所要求的功能，就选择哪款芯片；成本的概念：不仅仅是这一次设计本身的代价；还应该考虑将来维护和升级的代价。如果客观上没有差别，那就根据相应的设计工具进行选择。临19设计开发工具Xilinx公司的配套工具：Foundation，界面简单，比较容易上手，但是功能不够强大，而且支持较少；ISE，功能十分强大，Xilinx公司推荐的开发软件，有广泛的支持；Altera公司的配套工具：Max+PlusII，在国内的应用很广泛；QuartusII，Altera公司新一代的FPGA开发工具。观20设计开发工具第三方的开发工具：

7、设计输入软件：一般的文本编辑器，如UltraEdit等；图形化的输入软件，如VisualVerilog等；逻辑综合软件：通常可以采用配套工具中的综合软件，但是有的时候为了得到比较优化的结果，必须采用专业的综合软件；比较好的有Synopsys公司的FPGACompilerII（替代原有的FPGAExpress）和Synplicity公司的Synplify系列软件。噬嗑21设计开发工具第三方的开发工具：仿真软件：ActiveHDL，界面友好，使用比较简单；ModelSim，功能强大的仿真软件，工业界应用广泛，Xilinx的ISE工具中采用的就是

8、ModelSim的XE版本；Cadence公司NC-Verilog、NC-VHDL和NC-Sim，其中NC-Verilog的前身是著名的Verilog-XL。贲22目录FPGA简