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                ` `談到這個,就需要認識到FPGA的結構,FPGA由六部分組成,分別是可編程輸入/輸出單元(IOB),基本可編程邏輯單元(SLENCE),嵌入石塊RAM(block ram),豐富的布線資源,底層嵌入功能和內嵌專用硬核等。 ![](https://img.kancloud.cn/d4/9a/d49ab13bf40c595c4e96a92b4b8440bf_436x638.png) ## IOB可編程輸入輸出單元 ` `大多數FPGA的I/O單元被設計為可編程模式,即通過軟件的靈活配置,可適應不同的電器標準與I/O物理特性;可以調整匹配阻抗特性,上下拉電阻;可以調整輸出驅動電流的大小等。 ## 基本可編程邏輯單元(CLB) ![](https://img.kancloud.cn/5c/b3/5cb3191bf973dc6c3ee4e602d176a5b3_1054x452.png) ` `如上圖所示,左邊SLICE為SLICEM右邊為SLICEL CLB內部的兩個Slice是相互獨立的,各自分別連接開關陣列(Switch Matrix),以便與通用布線陣列(General routing Matrix)相連。 ` `在Xilinx FPGA設計工具中,Slice的位置用“XmYn”表示,其中m為Slice所在橫坐標,一個CLB的兩個Slice的橫坐標分別是m和m+1;n為CLB的縱坐標,一個CLB的兩個Slice有相同的n。Virtex-5左下角的Slice編號為X0Y0。 ` `實際上,查找表類似于一個ROM(印象中是SRAM),容量是64bit,6個輸入作為地址輸入,存儲的內容作為布爾運算的結果。查找表中的內容由開發環境生成并在FPGA配置時加載進去。(每個SLICE有4個在SLICE的做左邊) ` `Slice中的觸發器可以配置成多種工作方式,例如是FF或Latch,同步復位或異步復位、復位高有效或低有效等。(每個SLICE有8個寄存器,在SLICE的最右端) ` `CLB內部包含多個選擇器。CLB的選擇器與一般的選擇器不同,它們沒有選擇端。通路的選擇在FPGA配置后固定下來。(上圖中每個SLICE有3個二選一選擇器) ` `CLB內部還包含了一個重要的資源——進位鏈,其作用是方便加法器的實現。(每個SLICE有一個四進位鏈CARRY4) ` `SLICEM的結構與SLICEL的結構類似,最大的區別是使用了一個新的單元代替SLICE中的查找表。這個新的單元可以配置為LUT、RAM、ROM或移位寄存器(SRL16/SRL32),從而可以實現LUT的邏輯功能,也能做存儲單元(多個單元組合起來可以提供更大的容量)和移位寄存器(提供延遲等功能),其中SLICEM中LUT的輸入端都地址和寫地址為8位,高兩位可能是將4個LUT并聯一起作為一個大的RAM或ROM時用,同時SLICEL和SLICEM的LUT均可設為5位查找表或6位查找表。 ` `CLB內部查找表、觸發器、多路器等基本單元的配置是由ISE自動完成,一般情況下不需要設計者干預。但是,如果認為有必要,設計者可以通過ISE中集成的FPGA底層編輯器——FPGA Editor直接編輯CLB內部觸發器和多路器的配置。
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