FPGA 是硬件还是软件

FPGA 是硬件还是软件,第1张

FPGA是实实在在的硬件,也是硬件描述语言,不是软件。只不过现在的硬件设计由于严重依赖电脑和开发系统,所以看起来像是在搞软件,这只是用软件的方法玩芦晌物硬件,最终硬件工程师还是要看到实实在在的芯片和板子,并让它们动起来。VHDL语言是高层设计语言,需要先转化为RTL级,再对应到所谓的门电路(MAP),最终都要跟硬件对应起来,所以谨袜没有数电模电的基础陪液,VHDL也写不好的。

FPGA是一种可以通过编程来改变内部结构的芯片。一般FPGA工程师会使用硬件描述语言Verilog或者VHDL对FPGA进行“编程”,之后,再经过厂家提供的FPGA开发工具(Diamond或Radiant)的综合、布局、布线,会产生bit文件或bin文件。

FPGA的优点

FPGA由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成,通过将这些硬件资源合理铅拍组织,可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电唤皮路。FPGA可通过使用框图或者VerilogHDL来设计,从简单的门电路到FIR或者FFT电路。

FPGA可无限地重新编程,加载一个新的设计方案只需几百毫秒,利用重配置可以减少硬件的开销。FPGA的工作频率由FPGA芯片以及设计决定,可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求(当然,工作频率也不是无限和激差制的可以提高,而是受当前的IC工艺等因素制约)。

分类: 电脑/网络 >>硬件

问题描述:

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解析:

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正耐知展的产物。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)、亩毕输出输入模块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恢复举消成白片,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。


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