FPGA架构:逻辑门阵列和集成电路设计
关键的外卖
门阵列应用于1990年代被认为是昂贵和笨重的,考虑到资源需要设计一个复杂的集成电路。
介绍了fpga作为一个现代的、灵活的解决方案,更传统的逻辑门。
fpga设计者放大性能和有效性,同时节约电力。
高中毕业后,我申请在当地五金店工作。令我惊奇的是,在这家店工作是我未来的职业电子优秀的准备。大部分的商店的销售都是勤劳的农民,寻求构建坚实的大门。年底我多年工作在商店里,我带着好奇心和适应性要求工程师,和一个升值的质量检验关是多么重要。
门阵列在1990年代
是否由一个农民或工程师,盖茨执行相同的功能通过简单地改变事物的状态。逻辑门形成任何数字系统的基础。在最简单的形式,一个逻辑门有一个或多个输入和一个输出。而操作取决于输入和输出之间的逻辑关系,逻辑门过程信号代表一个正确或错误的状态。
在1990年代,门阵列是愤怒至少在电子设计。基于一个专门设计的特定于应用程序的集成电路(ASIC),一个门阵列特性无关的行晶体管和电阻中包含的细胞。鉴于ASIC中的无关的组件的使用,设计师使用这些构建块控制逻辑用于执行操作。因此,门阵列之间的桥梁软件和硬件设计。
细胞库提供门,触发器、锁和注册信息,而宏观库显示复杂的功能的信息。获得适当的设计特点,软件生成互连面具。面具使用顶部的金属层来构建互联通道形成不同类型的逻辑门。
现场可编程门阵列的吸引力
门阵列吸引力有限,因为所需的时间和资源来设计一个复杂的集成电路。因为需要一个更灵活的使用内部硬件构建块方法,设计团队介绍现场可编程门阵列(FPGA)。像门数组,一个FPGA的特性可配置逻辑细胞排列在一个二维数组中。而不是依靠制造面具编程门阵列,fpga利用可编程定义逻辑状态和链接信号路由。这一切都导致了一个随需应变的方法生产逻辑匹配特定的应用,如图像处理、网络、物联网接口和智能交通系统。
如果我们能看看引擎盖下面的FPGA,我们将看到成千上万的细胞可配置逻辑。线路信号的可编程互联形成织物之间的逻辑块。其他块形式FPGA的输入/输出接口,允许设备与其他设备接口。织物的使用方法标准化的金属层在一个FPGA和降低生产成本。
每个细胞或可配置逻辑块由几个较小的逻辑块。这些模块包括查找表信息和逻辑功能。查找表包括一个预定义列表可能的逻辑输出或输入的任何可能的组合。
一旦配置完成,细胞执行特定于应用程序的业务逻辑。设计团队在开发工具中定义的任务类型和编译到一个配置文件的任务。这个硬件描述语言中发现的一个配置文件描述了如何连接的逻辑细胞,与镜技术,软件设计团队编写指令时使用。鉴于硬件描述语言的复杂性,供应商提供协助设计师开发的专有软件开发工具包。
细粒度和粗粒度的fpga
FPGA资源必须匹配在配置文件中确定的资源。如果存在不匹配,编译器不能创建逻辑细胞之间的路线。fpga根据分类的粒度可配置逻辑。fpga,粒度逻辑关系的位置。
细粒度的fpga有一个简单的可配置的细胞排列,只能实现一些逻辑门。相比之下,粗粒度的fpga可以实现组合函数和有更大的存储功能。而粗粒度的fpga提供更低的面积开销,行和列的数量减少的能力处理缺陷。细粒度的fpga有固定面积开销和数量的增加可以处理缺陷。
FPGA-Driven应用程序
越来越多的使用复杂的FPGA-driven应用程序改变了电路设计。作为一个例子,fpga用于电信网络需要的智能电源管理控制器,监视和控制电流。FPGA设计工具允许设计师建立和优化设计参数。这些参数允许设计人员而获得最大的性能和功能保护的权力。
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