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標(biāo)簽 > FPGA
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
FPGA是作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的,既解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。
開發(fā)
FPGA的開發(fā)相對(duì)于傳統(tǒng)PC、單片機(jī)的開發(fā)有很大不同。FPGA以并行運(yùn)算為主,以硬件描述語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn);相比于PC或單片機(jī)(無(wú)論是馮諾依曼結(jié)構(gòu)還是哈佛結(jié)構(gòu))的順序操作有很大區(qū)別,也造成了FPGA開發(fā)入門較難。目前國(guó)內(nèi)有專業(yè)的FPGA外協(xié)開發(fā)廠家,如[北京中科鼎橋ZKDQ-TECH]等。FPGA開發(fā)需要從頂層設(shè)計(jì)、模塊分層、邏輯實(shí)現(xiàn)、軟硬件調(diào)試等多方面著手。
工作原理
FPGA采用了邏輯單元陣列LCA(Logic Cell Array)這樣一個(gè)概念,內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸入輸出模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個(gè)部分。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)是可編程器件,與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表(16×1RAM)來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯,每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端,觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O,由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊,這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式,并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能,F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。
電源類型
FPGA電源要求輸出電壓范圍從1.2V到5V,輸出電流范圍從數(shù)十毫安到數(shù)安培??捎萌N電源:低壓差(LDO)線性穩(wěn)壓器、開關(guān)式DC-DC穩(wěn)壓器和開關(guān)式電源模塊。最終選擇何種電源取決于系統(tǒng)、系統(tǒng)預(yù)算和上市時(shí)間要求。
如果電路板空間是首要考慮因素,低輸出噪聲十分重要,或者系統(tǒng)要求對(duì)輸入電壓變化和負(fù)載瞬變做出快速響應(yīng),則應(yīng)使用LDO穩(wěn)壓器。LDO功效比較低(因?yàn)槭蔷€性穩(wěn)壓器),只能提供中低輸出電流。輸入電容通??梢越档蚅DO輸入端的電感和噪聲。LDO輸出端也需要電容,用來(lái)處理系統(tǒng)瞬變,并保持系統(tǒng)穩(wěn)定性。也可以使用雙輸出LDO,同時(shí)為VCCINT和VCCO供電。
如果在設(shè)計(jì)中效率至關(guān)重要,并且系統(tǒng)要求高輸出電流,則開關(guān)式穩(wěn)壓器占優(yōu)勢(shì)。開關(guān)電源的功效比高于LDO,但其開關(guān)電路會(huì)增加輸出噪聲。與LDO不同,開關(guān)式穩(wěn)壓器需利用電感來(lái)實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換。
電路設(shè)計(jì)
連接邏輯,控制邏輯是FPGA早期發(fā)揮作用比較大的領(lǐng)域也是FPGA應(yīng)用的基石.事實(shí)上在電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用FPGA的難度還是比較大的這要求開發(fā)者要具備相應(yīng)的硬件知識(shí)(電路知識(shí))和軟件應(yīng)用能力(開發(fā)工具)這方面的人才總是緊缺的,往往都從事新技術(shù),新產(chǎn)品的開發(fā)成功的產(chǎn)品將變成市場(chǎng)主流基礎(chǔ)產(chǎn)品供產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)用在不遠(yuǎn)的將來(lái),通用和專用IP的設(shè)計(jì)將成為一個(gè)熱門行業(yè)!搞電路設(shè)計(jì)的前提是必須要具備一定的硬件知識(shí).在這個(gè)層面,干重于學(xué),當(dāng)然,快速入門是很重要的,越好的位子越不等人電路開發(fā)是黃金飯碗.
產(chǎn)品設(shè)計(jì)
把相對(duì)成熟的技術(shù)應(yīng)用到某些特定領(lǐng)域如通訊,視頻,信息處理等等開發(fā)出滿足行業(yè)需要并能被行業(yè)客戶接受的產(chǎn)品這方面主要是FPGA技術(shù)和專業(yè)技術(shù)的結(jié)合問題,另外還有就是與專業(yè)客戶的界面問題產(chǎn)品設(shè)計(jì)還包括專業(yè)工具類產(chǎn)品及民用產(chǎn)品,前者重點(diǎn)在性能,后者對(duì)價(jià)格敏感產(chǎn)品設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能為主要目的,F(xiàn)PGA技術(shù)是一個(gè)實(shí)現(xiàn)手段在這個(gè)領(lǐng)域,F(xiàn)PGA因?yàn)榫邆浣涌冢刂?,功能IP,內(nèi)嵌CPU等特點(diǎn)有條件實(shí)現(xiàn)一個(gè)構(gòu)造簡(jiǎn)單,固化程度高,功能全面的系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)將是FPGA技術(shù)應(yīng)用最廣大的市場(chǎng),具有極大的爆發(fā)性的需求空間產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)技術(shù)人員的要求比較高,路途也比較漫長(zhǎng)不過現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)正處在組建“首發(fā)團(tuán)隊(duì)”的狀態(tài),只要加入,前途光明產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一種職業(yè)發(fā)展方向定位,不是簡(jiǎn)單的愛好就能做到的!產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域會(huì)造就大量的企業(yè)和企業(yè)家,是一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)和機(jī)遇。
系統(tǒng)級(jí)
系統(tǒng)級(jí)的應(yīng)用是FPGA與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)一種FPGA版的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)如用Xilinx V-4,V-5系列的FPGA,實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌POWER PC CPU,然后再配合各種外圍功能,實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本環(huán)境,在這個(gè)平臺(tái)上跑LINUX等系統(tǒng),這個(gè)系統(tǒng)也就支持各種標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)和功能接口(如圖象接口)了這對(duì)于快速構(gòu)成FPGA大型系統(tǒng)來(lái)講是很有幫助的。這種“山寨”味很濃的系統(tǒng)早期優(yōu)勢(shì)不一定很明顯,類似ARM系統(tǒng)的境況但若能慢慢發(fā)揮出FPGA的優(yōu)勢(shì),逐漸實(shí)現(xiàn)一些特色系統(tǒng)也是一種發(fā)展方向。若在系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用中,開發(fā)人員不具備系統(tǒng)的擴(kuò)充開發(fā)能力,只是搞搞編程是沒什么意義的,當(dāng)然設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)是另一種情況,搞系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用看似起點(diǎn)高,但不具備深層開發(fā)能力,很可能會(huì)變成愛好者,就如很多人會(huì)做網(wǎng)頁(yè)但不能稱做會(huì)編程。類似以上是幾點(diǎn)個(gè)人觀點(diǎn),希望能幫助想學(xué)FPGA但很茫然無(wú)措的人理一理思路。這是一個(gè)不錯(cuò)的行業(yè),有很好的個(gè)人成功機(jī)會(huì)。但也肯定是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)很激烈的行業(yè),關(guān)鍵看的就是速度和深度當(dāng)然還有市場(chǎng)適應(yīng)能力。
? 一、 軟件預(yù)設(shè)置 二、新建工程 三、添加源文件 四、添加管腳約束 五、添加GPIO 六、 PLL設(shè)置 七、IPM添加IP 八、 添加debug 九、...
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