El diseño FPGA no es simple chip investigación, pero utiliza principalmente la FPGA modelo para diseñar productos en otras industrias. A diferencia de los ASIC, los FPGA se utilizan ampliamente en la industria de las comunicaciones.
A través del análisis del mercado global de productos FPGA y los proveedores relacionados, combinado con la situación real actual en mi país y los principales productos FPGA nacionales, podemos descubrir la dirección de desarrollo futuro de las tecnologías relacionadas, que desempeñarán un papel muy importante en la promoción general. mejora del nivel tecnológico de mi país.
En comparación con el diseño de chips tradicional, los chips FPGA no se limitan simplemente a la investigación y el diseño de chips, sino que pueden optimizarse para productos en muchos campos con la ayuda de modelos de chips específicos.
Desde la perspectiva de los dispositivos de chip, el propio FPGA constituye un circuito integrado típico en un circuito semipersonalizado, que contiene una gestión digital. módulo, una unidad integrada, una unidad de salida y una unidad de entrada.
Sobre esta base, es necesario que los chips FPGA se centren en un diseño de optimización integral del chip y agreguen nuevas funciones del chip mejorando el diseño del chip actual, logrando así la simplificación y mejora del rendimiento de la estructura general del chip.
Estructura basica
El dispositivo FPGA es un tipo de circuito semipersonalizado en el circuito integrado de aplicación específica, que es una matriz lógica programable, que puede resolver efectivamente el problema de menos circuitos de compuerta en el dispositivo original.
La estructura básica de FPGA incluye unidades de entrada y salida programables, bloques lógicos configurables, módulos de gestión de reloj digital, RAM de bloque integrada, recursos de cableado, núcleos duros dedicados integrados y unidades funcionales integradas subyacentes.
Debido a que FPGA tiene las características de abundantes recursos de cableado, programación repetible, alta integración y baja inversión, se ha utilizado ampliamente en el campo del diseño de circuitos digitales.
El proceso de diseño de FPGA incluye diseño de algoritmos, simulación y diseño de código, depuración de placas, diseñadores y necesidades reales para establecer la arquitectura del algoritmo, usar EDA para establecer un plan de diseño o HD para escribir el código de diseño, a través de la simulación de código para garantizar que el plan de diseño cumpla. requisitos reales y, finalmente, depuración de nivel de placa, utilice el circuito de configuración para descargar los archivos relevantes al chip FPGA para verificar el efecto de operación real.
Principio de funcionamiento
FPGA adopta el concepto de matriz de celdas lógicas LCA (Logic Cell Array), que incluye tres partes: bloque lógico configurable (CLB), bloque de entrada y salida (IOB) e interconexión.
La matriz de puertas programables en campo (FPGA) es un dispositivo programable. En comparación con los circuitos lógicos tradicionales y los conjuntos de puertas (como los dispositivos PAL, GAL y CPLD), FPGA tiene una estructura diferente.
FPGA utiliza una pequeña tabla de consulta (16 × 1 RAM) para implementar la lógica combinacional. Cada tabla de búsqueda está conectada a la entrada de un flip-flop D, y el flip-flop controla otros circuitos lógicos o E/S para formar una combinación que se puede realizar.
La función lógica también puede realizar el módulo de unidad lógica básica de la función lógica secuencial. Estos módulos están conectados entre sí o con módulos de E/S mediante cables metálicos. La lógica FPGA se realiza cargando datos de programación en la unidad de almacenamiento estática interna.
El valor almacenado en la unidad de memoria determina la función lógica de la unidad lógica y la conexión entre módulos o entre módulos y E/S, y finalmente determina La función que FPGA puede realizar, FPGA permite una programación ilimitada.