oct192009電氣信息技術(shù)fpga第四輪講(已修改)
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【正文】 2022/5/29 1 電氣信息技術(shù) FPGA實(shí)驗(yàn)講稿 北京航空航天大學(xué)電工電子中心 2022年 10月 19日 2022/5/29 2 電氣信息技術(shù)實(shí)踐基礎(chǔ) FPGA實(shí)驗(yàn)的目的 ? 一、熟悉一款實(shí)驗(yàn)設(shè)備－ KH31001 ? 二、學(xué)習(xí)一種硬件描述語(yǔ)言－ VHDL ? 三、掌握一款 FPGA－ Cyclone 1C6Q ? 四、熟悉一種集成開(kāi)發(fā)環(huán)境－ 2022/5/29 3 數(shù)字器件的種類 數(shù) 字 器 件存 儲(chǔ) 器微 處 理 器 邏 輯 器 件固 定 邏 輯可 編 程邏 輯2022/5/29 4 2022/5/29 5 FPGA應(yīng)用實(shí)例 2022/5/29 6 FPGA的概述 什么是 FPGA? 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（ FPGA）是由可編程邏輯快組成的數(shù)字集成電路，這些邏輯塊之間用可編程的互連資源。設(shè)計(jì)者可以對(duì)器件進(jìn)行編程來(lái)完成各種各樣的任務(wù)。 FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域： 1 ASIC和定制硅 2 數(shù)字信號(hào)處理 高速 DSP傳統(tǒng)上是用數(shù)字信號(hào)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，現(xiàn)在的 FPGA可以 包含內(nèi)嵌的的乘法器、專用計(jì)算歷程和大量的片上 RAM，加上 FPGA提供的并行 性，其結(jié)果比最快的 DSP還快 500倍。 3 嵌入式處理器 嵌入式處理器由 CPU、定時(shí)器和 I/O 組成?，F(xiàn)在的 FPGA足以實(shí)現(xiàn) 一個(gè)集成有可選定制 I/O功能的軟核處理器，于是 FPGA實(shí)現(xiàn)了嵌入式處理器的功 能。 4 物理層通信 FPGA長(zhǎng)期以來(lái)用于實(shí)現(xiàn)物理層通信芯片和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層互聯(lián)的粘合 邏輯。今天的高端 FPGA擁有了多種高速收發(fā)器，這意味著通信和網(wǎng)絡(luò)功能可以 合并到同一設(shè)備中。 5 可重配置計(jì)算技術(shù) 這是指由 FPGA 提供的固有的并行性和可重構(gòu)性來(lái)實(shí)現(xiàn)軟 件算法的硬件加速。許多公司正在建立大型的以 FPGA 為基礎(chǔ)的可重配置計(jì)算引 擎。 2022/5/29 7 簡(jiǎn)單的可編程功能 amp。邏 輯 1負(fù) 載 電 阻與非非熔 絲ab用 尚 未 編 程 的 可 熔 連 接 來(lái) 擴(kuò) 充 器 件F a tF b fF b tF a fY = 0amp。邏 輯 1負(fù) 載 電 阻與非非ab移 去 熔 絲 連 接 （ 編 程 ）F a tF b fY = 0amp。邏 輯 1負(fù) 載 電 阻與非非可 能 的 連 線abY = 1簡(jiǎn) 單 的 可 編 程 功 能2022/5/29 8 幾種半導(dǎo)體芯片發(fā)明的時(shí)間 貝 爾 實(shí) 驗(yàn) 室 （ 1 9 4 7 ）德 州 儀 器 公 司 T I （ 1 9 5 8 ）I n t e l（ 1 9 7 0 ）I n t e l（ 1 9 7 1 ）X i l i n x （ 1 9 8 4 ）2 0 0 01 9 9 51 9 4 5 1 9 5 0 1 9 5 5 1 9 6 0 1 9 6 5 1 9 7 0 1 9 7 5 1 9 8 0 1 9 8 5 1 9 9 0通 用 集 成 電 路晶 體 管S R A M amp。 D R A MA S I CC P L D微 處 理 器S P L DF P G A2022/5/29 9 幾個(gè)名詞 ? PLD 可編程邏輯器件（ 1967） ? PAL 可編程陣列邏輯（上世紀(jì) 70年代末期 與可編程） ? PLA 可編程邏輯陣列（ 1975年 與、或都可編程） ? GAL 通用陣列邏輯 ? CPLD 復(fù)雜可編程邏輯器件（上世紀(jì) 70年代末期） ? FPGA 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（ 1984） ? ASIC 專用集成電路 （上世紀(jì) 70年代末期） ? HDL 硬件描述語(yǔ)言 (1982年 ,1987年 IEEE標(biāo)準(zhǔn) ) ? EDA 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 ? ISP 系統(tǒng)在線編程 (Lattice公司發(fā)明 ,在線 高壓 ) 2022/5/29 10 主要 PLD廠商 ? ALTERA 是最大可編程邏輯器件供應(yīng)商之一。開(kāi)發(fā)軟件為 MaxplusII和 QuartusII。 ? XILINX FPGA的發(fā)明者。開(kāi)發(fā)軟件為 Foundition和 ISE。全球PLD/FPGA產(chǎn)品 60%以上是由 Altera和 Xilinx提供的?？梢灾vAltera和 Xilinx共同決定了 PLD技術(shù)的發(fā)展方向。 ? Lattice Lattice是 ISP技術(shù)的發(fā)明者， ISP技術(shù)極大的促進(jìn)了 PLD產(chǎn)品的發(fā)展，與 ALTERA和 XILINX相比。中小規(guī)模 PLD比較有特色。
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