FPGA工作原理是什么

如题所述

FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有:
1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。 --2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。

3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。

4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。

5) FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。

可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。
目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。
FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。
加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。
FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/36616755.html

温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2020-12-28

第2个回答  2012-06-13
FPGA内部含有大量可编程的矩阵,没有任何功能,你得通过程序将这些矩阵编程,使之成为具有相应功能的电路,这样就能按照你的程序进行工作了
第3个回答  2015-09-08
  
  FPGA工作原理:
  FPGA,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic
Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。加电后,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失。因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,可用通用的EPROM、PROM编程器。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。
第4个回答  2013-10-18
无语。。。这么水的答案。。。
FPGA核心是ram结构的LUT,先把LUT配置好,里面不同地址对应着特定的数据,然后工作的时候,LUT的输入脚其实是RAM的地址线,输入不同的值就是选择不同的地址,LUT就把那个地址对应的数据输出。
但是这只能构成组合逻辑,所以FPGA里还有很多触发器,或者是寄存器,用来和组合逻辑一起做成时序逻辑。
这是最最基本的FPGA逻辑工作原理。
当然,还有很多扩展功能,比如DSP模块、PLL、DDR等等

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