復(fù)雜可編程邏輯器件(編輯修改稿)
2025-01-18 00:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 快速外輸入引出端得到 3個(gè)信號(hào) 。 每個(gè) FB包含 9個(gè)宏單元 ， 每個(gè)宏單元包括 5個(gè)獨(dú)享乘積項(xiàng) 。每個(gè)模塊中還有 12個(gè)共享乘積項(xiàng) ， 可以被模塊中的任意 1個(gè)或 9個(gè)宏單元使用 。 算術(shù)邏輯單元 ALU的輸出驅(qū)動(dòng)一個(gè)可編程 D觸發(fā)器 ， 其時(shí)鐘源是可編程的 。 宏單元的輸出除驅(qū)動(dòng)器件的輸出緩沖器外 ， 還可反饋?zhàn)鳛閁IM的輸入 。 圖 8313 ALU原理圖 =1 ≥1 函數(shù) 發(fā)生器 D1 D2 進(jìn)位鏈控制 進(jìn)位輸入 去宏單元 觸發(fā)器 進(jìn)位輸出 乘積項(xiàng) 和 D1 乘積項(xiàng) 和 D2 或非 或 與非 與 反輸入 反輸入 原輸入 原輸入 或非 或 與非 與 異或非 異或 邏 輯 功 能 邏 輯 功 能 21DD ?2D? 2D?1 21D ? 2? 21 DD ?2??2 21D ? 2D?表 832 2輸入函數(shù)發(fā)生器邏輯功能 ALU有兩種編程模式 ， 即 邏輯編程模式 和 算術(shù)編程模式 。在邏輯編程模式中 ， ALU是一個(gè) 2輸入函數(shù)發(fā)生器 ， 產(chǎn)生任何 2輸入的邏輯函數(shù) ；在算術(shù)編程模式中 ， ALU可被編程為一個(gè)具有超前進(jìn)位的全加器 ， 產(chǎn)生 2輸入的 算術(shù)和 或 算術(shù)差 。 超前進(jìn)位可以在相鄰宏單元傳遞 ， 甚至可以跨越 FB傳遞 。 (3) 通用互連矩陣 （ UIM） UIM從每個(gè)宏單元的輸出端 、 I/O引出端和專用輸入引出端上輸入信號(hào) ， 通過無限制的交叉開關(guān)對 FB產(chǎn)生 21個(gè)輸出 ， 對FFB產(chǎn)生 24個(gè)輸出 。 各 UIM輸入可通過編程連接到任何 UIM的輸出 ， 信號(hào)通過UIM的延遲是固定的 ， 與 UIM內(nèi)部的布線 、 扇入和扇出無關(guān) 。 (4) I/O模塊 邏輯圖 宏單元直接通過三態(tài)輸出緩沖器驅(qū)動(dòng)輸出 ， 每個(gè)三態(tài)緩沖器由 OE乘積項(xiàng)單獨(dú)控制 。 兩個(gè)專用快速使能信號(hào)可用來代替OE乘積項(xiàng)或同 OE乘積項(xiàng)一起控制輸出 。 每個(gè)器件信號(hào)輸入可以被設(shè)置為直通模式 、 鎖存模式和寄存模式 。 ２ ． 應(yīng)用舉例 例 84 用 XC7354器件實(shí)現(xiàn)一個(gè) 4位超前進(jìn)位加法器 。 圖 8315 4位超前進(jìn)位加法器的 ALU配置 D1 D2 Cin Cout F A0 B0 D1 D2 Cin Cout F A1 B1 D1 D2 Cin Cout F A2 B2 D1 D2 Cin Cout F A3 B3 宏單元 1 寄存器 S0 宏單元 2 寄存器 S1 宏單元 3 寄存器 S2 宏單元 4 寄存器 S3 宏單元 5 寄存器 Sout 4位 超前 進(jìn)位 加法器 A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cin S0 S1 S2 S3 Cout 解 使用 XC7354中一個(gè) FB中相鄰的 5個(gè)宏單元 ， 即可實(shí)現(xiàn)4位超前進(jìn)位加法器 。 （ 二 ） EPF10K20器件 １ ． 基本結(jié)構(gòu) EPF10K20器件采用 SRAM制造工藝和靈活邏輯單元陣列FLEX結(jié)構(gòu) ， 主要由嵌入陣列塊 (EAB)、 邏輯陣列塊 (LAB)、 邏輯單元 (LE)、 I/O單元 (IOE)和行 、 列快速互連通道構(gòu)成 。 EPF10K20帶有 6個(gè) EAB、 144個(gè) LAB和 1152個(gè)邏輯單元 ，最大 I/O數(shù)目為 189， 嵌入陣列塊 EAB可提供 12288位存儲(chǔ)器 。 EPF10K20還包含 6個(gè)專用輸入引出端 ， 可用于高速全局控制信號(hào) 。 (1) 邏輯單元 （ LE） 邏輯單元 LE（ Logic Element） 是 EPF10K20結(jié)構(gòu)中最小的邏輯單位 。 查找表 LUT 進(jìn)位鏈 級(jí)聯(lián)鏈 置位 /復(fù)位 邏輯 ≥1 DATA1 DATA2 DATA3 DATA4 進(jìn)位輸入 級(jí)聯(lián)輸入 可編程觸發(fā)器 PRn 1D C1 ENA CLRn Q 到快速 互聯(lián)通道 到 LAB局部 互聯(lián)通道 時(shí)鐘選擇 進(jìn)位輸出 級(jí)聯(lián)輸出 LABCTRL1 LABCTRL2 全局復(fù)位 LABCTRL3 LABCTRL4 圖 8316 EPF10K20邏輯單元 每個(gè) LE含有一個(gè) 4輸入查找表 LUT， 能快速產(chǎn)生 4變量的任意邏輯函數(shù)輸出 。 LE還包括一個(gè)帶同步使能的可編程觸發(fā)器和一個(gè)進(jìn)位鏈 、 一個(gè)級(jí)聯(lián)鏈 。 LE產(chǎn)生兩個(gè)輸出 ， 可獨(dú)立進(jìn)行控制 。 ≥1 4輸入 LUT 圖 8317 EPF10K20邏輯單元正常工作模式 ● 1D C1 ENA
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