第十章可编程逻辑器件.ppt
2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,1,10.8 现场可编程门阵列FPGA,一、FPGA的基本结构,二、CLB和IOB,1.XC2000系列的CLB,(1)组合逻辑电路,(2)存储电路,(3)控制电路,2.XC2000系列的IOB,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,2,三、IR,1.金属线,2.开关矩阵(SM：Switching Matrices),3.可编程连接点(PIP：Programmable Interconnect Points),作业,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,3,10.8 现场可编程门阵列FPGA,一、FPGA的基本结构,1.CLB：,2.IOB:,分布于芯片中央，实现规模不大的组合、,时序电路。,分布于芯片四周，实现内部逻辑电路与,芯片外部引脚的连接。,3.IR：,包括不同类型的金属线、可编程的开关,矩阵、可编程的连接点。,节目录,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,4,4.SRAM:,存放编程数据。,图 10.8.2 FPGA内SRAM单元,节目录,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,5,二、CLB和IOB,1.XC2000系列的CLB,(1)组合逻辑电路,工作方式,激励信号,时钟信号,CLK(同步)，或C、G(异步)。,(2)存储电路,(3)控制电路,电路组态；,实现方法,节目录,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,6,2.XC2000系列的IOB,图10.8.6 XC2000系列的IOB,节目录,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,7,三、IR,1.金属线,(1)通用互连(General-Purpose Interconnect),(2)直接互连(Direct Interconnect),(3)长线(Long Line),2.开关矩阵(SM：Switching Matrices),3.可编程连接点(PIP：Programmable Interconnect Points),节目录,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,8,作业题,10.2,10.9,10.11,10.14,标题区,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,9,FPGA是现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array）的简称，80年代中期由美国Xilinx公司首先推出，是一种大规模可编程数字集成电路器件它能使用户借助计算机自行设计自己需要的专用集成电路芯片，在计算机上进行功能仿真和实时仿真，及时发现问题，调整电路，改进设计方案,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,10,图 10.8.1 FPGA的基本结构框图,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,11,图10.8.3 XC2000系列的CLB电路,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,12,四变量的任意函数,F,G,A,B,C,D,Q,(a)四变量任意函数,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,13,(b)2个三变量任意函数,三变量的任意函数,F,G,A,B,C,D,Q,三变量的任意函数,A,B,C,D,Q,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,14,图10.8.4 CLB中组合逻辑电路的3种组态,(c)五变量任意函数,三变量的任意函数,F,G,A,B,C,D,Q,三变量的任意函数,A,C,D,Q,MUX,(动态选择两个三变量函数),2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,15,例 用查询表方式实现2输入(A、B)，2输出(G、F)的组合逻辑电路。,图10.8.5 两变量通用逻辑模块的原理图,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,16,表10.8.1两变量通用逻辑模块的真值表,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,17,图10.8.7 XC2000内部的互连资源,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,18,图10.8.8 XC2000的通用互连资源,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,19,图10.8.9 开关矩阵每个引脚的连接选项,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,20,图10.8.10 XC2000的直接互连线,2023年5月14日星期日,第十章 可编程逻辑器件,21,图10.8.11 XC2064的长线,
