fpga英文简称与全程与中文
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CPLD和FPGA区别可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD,FPGA是Field Programmable Gate Array缩写,CPLD是plex Promrammable Logic Device的缩写。
从可编程逻辑器件的发展历史上来讲,CPLD一般是指采用乘积相结构的基于EEPROM 的器件,所以具有非挥发的,不需要外部配置ROM,具有XX性和有限次编程次数(根据不同的结构,从100次到1万次不等)等特点,适合用在胶合逻辑(glue logic,如DSP芯片外围的译码逻辑),IO扩展,IO电平转换,FPGA芯片配置等应用场合。
如Altera的MAX7000和MAX3000系列芯片,Xilinx的XC9500和CoolRunner/II系列芯片,Lattice的ispMACH4000/Z系列芯片都是CPLD器件,容量从32宏单元到512宏单元不等。
FPGA主要是指采用四输入查找表(LUT4)的基于SRAM的器件,因为SRAM是挥发的,掉电丢失数据,所以FPGA需要外部配置ROM,上电的时候,从外部的ROM把FPGA的配置数据导入到FPGA芯片内部后工作。
具有SRAM的FPGA采用标准的CMOS制造工艺,可以随着最新的工艺而更新还代,给用户带来了实惠;衡量FPGA容量的一个基本指标是逻辑单元(Logic cell或者Logic element),由一个可编程得LUT4和一个可编程的DFF组成,LUT4完成组合逻辑功能,而DFF用来实现时序功能。
FPGA的容量从几千的逻辑单元到几十万的逻辑单元不等。
如Altera的Cyclone/II/III和Stratix/II/III系列芯片,Xilinx Spartan3/3E/3A/3AN 和Virtex4/5系列芯片都是FPGA器件。
随着芯片技术的发展,CPLD和FPGA的概念已经模糊在一起,如Altera和Lattice 公司把小容量(小于2K左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到CPLD里,如Altera的MAXII 系列和Lattice的MACH XO系列芯片,把基于SRAM的FPGA和FLASH的储存单元做到一个芯片里面,以及跟传统的CPLD不一样了;总之,我们可以简单的区分FPGA和CPLD,CPLD:小容量(<2K左右LE)的非挥发的可编程器件;其它的可编程器件都可归到FPGA。
FPGA技术介绍FPGA(全称为Field-Programmable Gate Array,场可编程门阵列)是一种可以通过用户自定义逻辑电路来实现数字电路设计的集成电路芯片。
相比于传统的ASIC(专用集成电路)芯片,FPGA具有更高的灵活性和可编程性,能够在生产后根据需要对其功能进行修改和调整。
FPGA通常由可编程逻辑单元(PLU)、可编程寄存器、内部存储器和输入输出端口等功能组成。
可编程逻辑单元是FPGA的核心,它由一系列的逻辑门电路(AND、OR、NOT等)组成,通过内部的可编程连接来实现不同的逻辑功能。
用户可以通过编程工具将所需的逻辑功能和电路连接方式写入FPGA芯片中,从而实现特定的电路设计。
FPGA的可编程性使得它在数字电路设计和开发上具有广泛的应用。
首先,FPGA可以用来实现复杂的数字逻辑功能。
相比于传统的硬件设计方法,使用FPGA进行设计可以显著节省时间和成本,同时也提高了设计的灵活性和可重用性。
其次,FPGA可以用来验证和测试设计的正确性和性能。
在产品开发的早期阶段,使用FPGA搭建原型可以快速验证设计的可行性,并进行系统级的测试。
最后,FPGA也广泛应用于数字信号处理、通信系统、图形图像处理等领域。
FPGA具有较高的运算速度和并行处理能力,可以满足实时性要求较高的应用场景。
FPGA的编程方法包括可硬件描述语言(HDL)和图形化编程。
HDL是一种使用硬件描述语言(如VHDL、Verilog)编写电路设计的方法。
通过HDL编写的代码可以描述电路的结构和功能,并通过编译和综合工具生成对应的配置位流(bitstream),用于配置FPGA芯片。
图形化编程是一种简化的编程方法,通过可视化界面和拖拽操作来实现电路设计。
这种编程方法适合于非专业的电路设计人员,但相对于HDL编程来说功能和灵活性较弱。
除了常见的FPGA芯片外,还有一类特殊的FPGA芯片称为SoC型FPGA。
SoC(System-on-Chip)型FPGA将可编程逻辑单元与处理器核心集成在同一个芯片中,不仅可以实现可编程逻辑功能,还可以运行嵌入式软件。
fpga原理及应用
FPGA是一种可编程逻辑设备,其英文全称为Field-Programmable Gate Array,中文翻译为现场可编程门阵列。
FPGA可以实现各种不同的逻辑电路,并且能够通过编程来改变电路的功能,因此被广泛应用于数字电路设计和信号处理等领域。
FPGA的基本原理是利用可编程的逻辑单元和可编程的互连通道来实现各种各
样的数字电路。
逻辑单元通常包括门、寄存器、LUT(查找表)等逻辑元素,而互连通道则用于将这些元素连接在一起。
由于FPGA具有可编程的特性,因此可以通过修改互连通道的连接方式和逻辑单元的配置来实现各种不同的电路。
FPGA的应用非常广泛,其中最常见的应用领域是数字电路设计。
由于数字电路常常需要频繁地修改或调整,使用FPGA可以轻松地修改电路的配置,从而缩短了设计周期。
除此之外,FPGA还广泛应用于视频处理、音频处理、通信系统、控制系统、嵌入式系统等领域。
例如,在视频处理领域,FPGA可以用于图像分析、图像识别、图像增强等方面;在通信系统中,FPGA可以用于信号调制、解调、多路复用、解密等方面。
总的来说,FPGA是一种非常灵活和强大的数字电路设计工具,可以应用于各种各样的领域。
通过编程实现不同的电路,FPGA能够大大缩短电路设计周期,提高开发效率和设计灵活性,因此在现代电子技术领域中得到了广泛的应用。
FPGA概述2.1 FPGA简介FPGA(Field-Programmable Gate Array)是现场可编程门阵列的缩写,是近年来快速发展的大规模可编程逻辑器件。
随着微电子技术及其制造工艺的发展,可编程逻辑器件的逻辑门密度越来越高,具有百万逻辑门的FPGA已经出现。
FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展而来的产物。
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。
由于FPGA具有高密度,速度快,功耗小,使用方便灵活等特点,越来越来受到开发者的重视,尤其是在嵌入式系统开发中得到了广泛的应用。
FPGA与ASIC(专用集成电路)相比而言,一般来说比ASIC的运行速度要慢,实现同样的功能也比ASIC电路所需要的面积要大一些,而且在同等情况下的功耗更高。
但是FPGA可以快速成品,可以被设计者通过修改程序来改正其中的错误,而且FPGA具有更便宜的造价。
芯片设计者的开发初期通常是在普通的FPGA上完成的,在验证成功之后才将设计转移到一个类似于ASIC的专用FPGA 芯片上。
2.2 FPGA的工作原理FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输入输出模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。
现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件,与传统逻辑电路和门阵列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,FPGA具有不同的结构。
FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑,每个查找表连接到一个D触发器的输入端,触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块,这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。
一文详解AWS FPGA优势/特性/工作方式/用途一、FPGA背景介绍FPGA是Field-Programmable Gate Array的英文缩写,英文直译叫做“现场可编程门阵列”,一般都叫做“可编程硅芯片”。
计算机的处理器是在预定义的电路中运行软件应用程序,与此相反,对FPGA进行编程会使芯片内部的线路重新连接,从而直接在硬件中执行所需的功能。
每一块FPGA芯片都是由有限多个带有可编程连接的预定义源组成,可实现可重配置数字电路和I/O模块并允许电路接触外部环境。
FPGA资源说明书中通常介绍了可编程逻辑模块的数量、固定功能逻辑模块(如乘法器)的数目及存储器资源(如嵌入式块RAM)的大小。
FPGA芯片中还有很多其它的部分,但是以上指标通常是在为特定应用选择和比较FPGA时的最重要参考指标。
可重配置逻辑模块(configurable logic block,CLB)是FPGA的基础逻辑单元。
CLB有时又称为片(slice)或逻辑单元,由两个基本元器件构成:触发器和查找表(LUT)。
不同FPGA产品系列的区别在于触发器和LUT的组合方式,因此理解触发器和LUT是至关重要的。
二、FPGA作用在计算加速领域,传统CPU处理能力的需要突破已经成为共识,目前的途径主要有以下几类:途径一,ASIC:经历了几十年的发展演变,为专门目的而设计的ASIC,由于面向特定用户的需求,在加速效率上可圈可点。
但是,设计周期长、成本贵、应用范围窄的通病,使ASIC仅适合于批量很大或者对产品成本不计较的场合。
途径二,GPU:随着近年来机器学习等领域的突飞猛进,GPU也早已经不再局限于3D图形处理,其在浮点运算、并行计算等部分计算方面的特性已经引起业界越来越多的关注,尤其是目前最大的独立芯片生产销售商NVIDIA有些如日中天的感觉,但其在应用广度上。
IEEE 电气和电子工程师协会Institute of Electrical and Electronics Engineers LPM 即参数化模块库Library of Parameterized ModulesSOPC 可编程片上系统System on a Programmable ChipRTL 在集成电路设计中Register Transfer LevelLE 逻辑单元Logic ElementOLMC 即逻辑输出宏Output Logic MacrocellFPGA 现场可编程门阵列Field Programmable Gate ArrayVHDL 高速集成电路硬件描述语言Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description LanguageHDL 硬件描述语言Hardware Description LanguageCPLD 复杂可编程逻辑器件Complex Programmable Logic DevicePLD 可编程逻辑器件Programmable Logic DeviceGAL 通用阵列逻辑Generic Array LogicLAB 逻辑阵列块Logic Array BlockCLB 可配置逻辑模块Configurable Logic BlockEAB 嵌入式阵列块Embedded Array BlockSOPC 可编程片上系统System-on-a-Programmable-ChipLUT 查找表Look-Up TableJTAG 联合测试行为组织Joint Test Action GroupIP 知识产权Intellectual PropertyASIC 专用集成电路Application Specific Integrated CircuitsISP 在系统可编程In System ProgrammableICR 在电路可重构EDA 电子设计自动化Electronic Design AutomationMCU 微控制单元Microcontroller Unit1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系?答:利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现;FPGA和CPLD 是实现这一途径的主流器件。
IEEE电气和电子工程师协会Institute of Electrical and Electronics Engineers LPM即参数化模块库Library of Parameterized ModulesSOPC可编程片上系统System on a Programmable ChipRTL在集成电路设计中Register Tran sfer LevelLE逻辑单元Logic Eleme ntOLMC即逻辑输出宏Output Logic MacrocellFPGA现场可编程门阵列Field Programmable Gate ArrayVHDL咼速集成电路硬件描述语言Very-High-Speed In tegrated Circuit Hardware Descripti on Lan guageHDL硬件描述语言Hardware Descripti on Lan guageCPLD复杂可编程逻辑器件Complex Programmable Logic DevicePLD可编程逻辑器件Programmable Logic DeviceGAL通用阵列逻辑Gen eric Array LogicLAB逻辑阵列块Logic Array BlockCLB可配置逻辑模块Con figurable Logic BlockEAB嵌入式阵列块Embedded Array BlockSOPC可编程片上系统System-on-a-Programmable-ChipLUT查找表Look-Up TableJTAG联合测试行为组织Joint Test Action GroupIP知识产权In tellectual PropertyASIC专用集成电路Application Specific Integrated CircuitsISP在系统可编程In System ProgrammableICR在电路可重构EDA电子设计自动化Electr onic Desig n Automati onMCU微控制单元Microc on troller Unit1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系?答:利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现;FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件。
fpga 数字锁相环正弦波
FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,可以用于实现数字电路设计。
数字锁相环(Digital Phase-Locked Loop,简称DPLL)是一种用于提供连续相位控制的
数字电路。
正弦波则是一种周期性的波形,具有连续的相位变化。
在FPGA中,可以使用数字锁相环来生成正弦波。
数字锁相
环通常由相位比较器、积分器、数字控制振荡器和输出缓冲器等功能模块组成。
首先,相位比较器会比较输入的参考信号和反馈信号的相位差,得到一个误差信号。
然后,积分器会将误差信号进行积分,得到一个控制电压。
接着,数字控制振荡器会根据控制电压来调节自身的频率和相位,以减小误差信号。
最后,输出缓冲器会将数字控制振荡器的输出转换为模拟电压信号,从而生成正弦波输出。
通过合适地调整数字锁相环的参数,可以实现不同频率和相位的正弦波输出。
由于FPGA具有可编程性,可以根据具体需
求对数字锁相环进行灵活的配置和调整,从而实现更复杂的功能。
FPGA光端机原理1. FPGA基础知识FPGA全称为Field Programmable Gate Array,是一种可编程逻辑器件。
它由大量的可编程逻辑单元(PLD)和可编程连结单元(CLB)组成,可以根据用户的需要进行现场重新编程。
- 可编程逻辑单元(PLD):PLD是FPGA中的基本处理单元,用于实现逻辑功能。
- 可编程连结单元(CLB):CLB用于实现不同逻辑单元之间的连结,是FPGA中的连接部分。
2. FPGA在光端机中的应用FPGA在光端机中扮演着重要的角色,主要负责光信号的处理和调度。
光端机是指用于光传输网络中的光信号处理和转换的设备,通常用于光纤通信系统中。
- 光信号处理:FPGA可以实现光信号的解调、调制、编解码等功能,对光信号进行灵活的处理。
- 光信号调度:FPGA可以实现光信号的路由、交换和转接,实现光信号在网络中的灵活调度。
3. FPGA在光端机中的原理FPGA在光端机中主要通过以下方式实现光信号的处理和调度:- 光信号接口:FPGA通过光电转换芯片接收光信号,并将其转换为电信号,然后进行处理。
- 信号处理:FPGA通过编程实现对光信号的解调、调制、编解码等功能,将其转换为需要的格式。
- 信号调度:FPGA通过内部逻辑单元和连结单元实现光信号的路由、交换和转接,实现灵活的信号调度。
4. FPGA在光端机中的优势FPGA在光端机中具有以下优势:- 灵活性:FPGA可以根据需求进行现场重新编程,适应不同光信号处理和调度的需求。
- 高集成度:FPGA集成了大量的可编程逻辑单元和连结单元,可以实现复杂的光信号处理和调度功能。
- 高性能:FPGA采用并行处理结构,能够实现快速的光信号处理和调度。
5. FPGA在光端机中的发展趋势随着光通信技术的发展,FPGA在光端机中的应用也在不断拓展和深化。
- 高速化:随着光信号速率的不断提高,FPGA需要不断提高处理速度和带宽。
- 集成化:FPGA需要更高的集成度,能够实现更复杂的光信号处理和调度功能。
IEEE 电气和电子工程师协会Institute of Electrical and Electronics Engineers LPM 即参数化模块库Library of Parameterized Modules SOPC 可编程片上系统System on a Programmable Chip
RTL 在集成电路设计中Register Transfer Level
LE 逻辑单元Logic Element
OLMC 即逻辑输出宏Output Logic Macrocell
FPGA 现场可编程门阵列Field Programmable Gate Array
VHDL 高速集成电路硬件描述语言Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language
HDL 硬件描述语言Hardware Description Language
CPLD 复杂可编程逻辑器件Complex Programmable Logic Device
PLD 可编程逻辑器件Programmable Logic Device
GAL 通用阵列逻辑Generic Array Logic
LAB 逻辑阵列块Logic Array Block
CLB 可配置逻辑模块Configurable Logic Block
EAB 嵌入式阵列块Embedded Array Block
SOPC 可编程片上系统System-on-a-Programmable-Chip
LUT 查找表Look-Up Table
JTAG 联合测试行为组织Joint Test Action Group
IP 知识产权Intellectual Property
ASIC 专用集成电路Application Specific Integrated Circuits
ISP 在系统可编程In System Programmable
ICR 在电路可重构
EDA 电子设计自动化Electronic Design Automation
MCU 微控制单元Microcontroller Unit。