FPGA时序分析和约束实例演练一

FPGA组成三要素

可编程逻辑块、片内互联线（Programmable interconnect）、输出输出块（I/O）

可编程逻辑块

是实现用户功能的基本单元，多个逻辑功能块通常规则地排成一个阵列结构，分布于整个芯片。一个可编程逻辑块基本组成包括：查找表、D触发器、进位链等等。

可编程输入输出块完成芯片内部逻辑与外部管脚之间的接口，围绕在逻辑单元阵列四周，可编程输入输出的功能和性能从一定程度上也决定了该器件的市场定位。一个可编程输入输出基本单元包括：输入/输出寄存器、输出使能寄存器、输入/输出延迟链、上拉电阻。

可编程内部互联资源

可编程内部互联资源包括各种长度的连线线段和一些可编程连接开关，它们将各个可编程逻辑块或输入/输出块连接起来，构成特定功能的电路。用户可以通过编程决定每个单元的功能以及它们的互联关系，从而实现所需的逻辑功能。

Altera FPGA采用行、列、局部快速通道

FPGA可编程原理

与PLD的主要区别，PLD：修改具有固定内联电路的逻辑功能来进行编程；FPGA：修改一或多跟内连线的布线，更适合实现多级的逻辑功能

按编程的方式和逻辑功能的类型主要有三种：

SRAM-查找表类型（Intel Xilinx）、反熔丝的多路开关类型FPGA器件（Actel）、基于Flash的FPGA（Lattice）

什么是查找表

一个N输入查找表（LUT，Look Up Table）可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如N输入“与”，N输入“异或”等

可编程IO功能

1. I/O模块配有缓冲器和寄存器，可实现电平匹配、提高驱动能力，延时等功能；

2. 可实现单端I/O和差分I/O，差分I/O有LVDS和LVPECL两种协议，他们的电平和外部终端电路不一样。

3. I/O电平驱动防过冲解决该方案：分压电阻和齐纳二极管

4. 能兼容TTL和CMOS多种接口和电压标准

5. 可配置为输入、输出、双向、三态、双速率等形式

6. 能提供适当的驱动电流

7. 降低功耗，防止过冲和减少电源噪声

8. 支持多种接口电压
   

FPGA可选扩展资源

1. 存储器资源（块RAM、分布式RAM）

2. 数字时钟管理单元（分频/倍频、数字延迟、时钟锁定）

3. 算数运算单元（高速硬件乘法器、乘加器）

4. 高速串行I/O接口

5. 特殊功能模块（PCIE、DDR等硬IP核）

6. 微处理器（Cortex-M3、Cortex-A9、Cortex-A53、PowerPC）
   

本文 zblog模板 原创，转载保留链接！网址：https://xn--zqqs03dbu6a.cn/?id=22