FPGA硬件电路设计与FPGA平台介绍.ppt

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1、FPGA硬件电路设计及FPGA平台简介2主要内容：FPGA技术概述；主流FPGA器件介绍；VIRTEX-5FPGA电路设计；V4LX160FPGA平台介绍；第一章FPGA技术概述4第1章主要内容可编程逻辑器件发展历程FPGA的结构FPGA的主要特点FPGA的发展趋势5可编程逻辑器件发展历程PROM可编程只读存储器，只能存储少量数据，完成简单逻辑功能。EPROM/EEPROM紫外线可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器。PAL/GAL可编程阵列逻辑和通用阵列逻辑，能完成中大规模的数字逻辑功能。FPGA/CPLD现场可编程门阵列和

2、复杂可编程逻辑器件，完成超大规模的复杂组合逻辑与设计逻辑。6FPGA的结构FPGA一般由以下几个基本部分构成：可编程逻辑功能模块（ConfigurableLogicBlock，CLB）可编程输入输出模块（Input/OutputBlocks，IOB）可编程内部互连资源（ProgrammableInterconnection，PI）现代平台级FPGA还会包括以下可选资源：存储器资源（BlockRAM）数字时钟管理单元（分频、倍频、数字延迟）I/O多电平标准兼容（SelectI/O）算术运算单元（乘法器、加法器）特殊功能模块微处

3、理器模块（PowerPC、ARM）7现代FPGA的主要特点规模越来越大，达到上千万门级的规模，更适于实现片上系统（SoC）。开发过程投资小。FPGA设计灵活，发现错误时可直接更改设计，减少了投片风险，节省了许多潜在的花费。FPGA除能完成复杂系统功能外，也可以实现ASIC设计的功能样机。FPGA一般可以反复地编程、擦除。在不改变外围电路的情况下，设计不同片内逻辑就能实现不同的电路功能。保密性好。在某些场合下，根据要求选用防止反向技术的FPGA，能很好的保护系统的安全性和设计者的知识产权。8以ARM、PowerPC、Nios和

4、MicroBlaze为代表的RISC处理器软硬IP核、各种软硬IP核极大的加强了系统功能，可以实现真正的可编程片上系统。FPGA开发工具智能化程度高，功能强大。应用各种工具可以完成从输入、综合、实现到配置芯片等一系列功能。还有许多工具可以完成对设计的仿真、优化、约束、在线调试等功能。这些工具易学易用，可以使设计人员更能集中精力进行电路设计。9FPGA的发展趋势向更高密度、更大容量的系统级方向发展。向低成本、低电压、低功耗、微封装和环保型发展。IP资源复用理念得到普遍认同并成为主要设计方式。MCU、DSP和MPU等嵌入式处理器

5、IP将成为FPGA应用的核心。第二章　主流FPGA器件介绍11第2章主要内容各厂商FPGA系列介绍AlteraFPGA主流器件介绍XilinxFPGA主流器件介绍12FPGA厂商ALTERA——基于RAM工艺的通用FPGAXILINX——基于RAM工艺的通用FPGAACTEL——基于反熔丝工艺和FLASH工艺非易失性的FPGALATTICE——具有混合工艺的特色FPGA13ALTERA公司FPGA系列Cyclone——低成本FPGA系列，针对成本敏感的应用－Cyclone130nm工艺－CycloneII90nm工艺－Cyc

6、loneIII65nm工艺ArriaGX——带有收发器的中低成本FPGA系列，针对PCIE、千兆以太网和SerialRapidIOStratix——高端FPGA系列，针对高密度高性能应用－Stratix130nm工艺－StratixII/GX90nm工艺－StratixIIIL/E65nm工艺－StratixIVE/GT/GX40nm工艺14Xilinx公司FPGA系列Spartan——低成本FPGA系列，针对成本敏感的应用－SpartanIIE/II/XL130nm工艺－Spartan3/3E/3A/3AN/3ADSP90

7、nm工艺－Spartan6LX/LXT45nm工艺Virtex——高端FPGA系列，针对高密度高性能应用－VirtexII/IIPro130nm工艺－Virtex4LX/SX/FX90nm工艺－Virtex5LX/LXT/SXT/FXT/TXT65nm工艺－Virtex6LXT/SXT/HXT40nm工艺15ACTEL公司FPGA系列ProASIC3——最低成本、低功耗、可重编程非易失FPGA系列－ProASIC3/E低功耗、低成本FPGA－ProASIC3nano具有增强I/O功能的最低成本的FPGA－ProASIC3L6

8、低功耗、高性能和低成本平衡的FPGAIGLOO——低功耗、小面积、低成本、可重编程FlashFPGA－IGLOO/e功耗超低的可编程FPGA－IGLOOnano业界功耗最低、尺寸最小的FPGA－IGLOOPLUS具有增强I/O功能的低功耗FPGAFusion——将可配置模拟部件、大容量Fl