大话FPGA和ASIC设计

FPGA/IC设计

首先要知道自己在干什么？数字电路(fpga/asic)设计就是逻辑电路的实现，这样子说太窄了，因为asic还有不少是模拟的，呵呵。我们这里只讨论数字电路设计。实际上就是如何把我们从课堂上学到的逻辑电路使用原理图(很少有人用这个拉)，或者硬件描述语言(Verilog/VHDL)来实现，或许你觉得这太简单了，其实再复杂的设计也就是用逻辑门电路搭起来的。你学习逻辑电路的时候或许会为卡拉图，触发器状态推倒公式而感到迷惑，但是其实有一点可以放心的是，实际设计中只要求你懂得接口时序和功能就可以了，用不着那么复杂得推倒公式，只要你能够用语言把逻辑关系表述清楚就可以了，具体这个逻辑关系采用什么门电路搭的，可以不关心，综合工具(synthesis tool)可以帮你处理。当然你要知道基本门电路的功能，比如D触发器，与门，非门，或门等的功能(不说多的，两输入的还是比较简单的)。－－－一句话，采用verilog或者VHDL描述设计对象的逻辑功能，这就是数字电路设计的任务！

说到这里入门必须要两个基本功：逻辑电路基础，硬件描述语言。有了这两个基本功，就算你其他都不会也能找到工作，呵呵，或许你会说，现在面试要问fpga，要问时序分析，有那么简单么？其实这些东西在你有了这两个基本功之后，其他的都可以慢慢学习。注意硬件描述语言和逻辑电路的学习可以同步学习，而且要牢记，学习硬件描述语言进步取决于你对电路的理解和你对仿真器的使用。为什么这样子说呢？因为硬件描述语言RTL(寄存器传输级)主要是用来给综合工具综合成电路的，所以要满足特定的coding style，这些coding style将对应这特定的逻辑，比如时序电路应该怎么写，组合电路怎么写，这是有一定约束的，为此若你对逻辑电路比较熟悉，你就知道自己写代码大体综合后会采用什么门电路来组成；另外，写代码就要仿真，这是不可以避免的－－－不仿真，你怎么知道自己写的代码符合设计的要求呢？能够熟练使用仿真器，你就有了调试代码的基本能力，否则，写再多的代码也没有用。这也是今天我感到兴奋的一个因素，目前正在使用vera验证语言，采用类C++的风格，对于习惯 verilog的我开始还不习惯高级语言的调试环境，定位一个问题得花上一天；但是一旦你能够熟练使用编译仿真工具之后，你就会发现其实自己的很多想法可以很快的写成代码，并通过调试来提

高自己对语言的理解。－－－－学习的进步在于，把自己的想法用语言来实现，并调试验证是否正确。

学习fpga应该从xilinx和altera器件的入手，这是当今世界最大的两家可编程器件供应商，当然学习fpga应该你具备一定的Verilog的基础。我们就用xilinx 作为例子来讲解吧。

fpga的开发流程，首先是综合，布局布线，生成bit文件，最后下载。

综合，可以用synplify，也可以用synopsys的fpga compiler，当然也可以用ISE自带的综合工具，Mentor也提供fpga开发的工具。作为入门，synplify是一个很好的选择，第一，可以熟悉电路结构，第二，作为入门你可以在synplify的综合流程中检查自己代码的质量。以前没有用LEDA做代码QA的时候，我是经常用synplify作为QA的工具的，当然你得对synplify的综合策略和综合报告比较熟悉才行。综合完毕之后生成EDIF文件。

作为xilinx，第三方的综合工具可以提供EDIF或者NCF文件，自带的XST综合工具输出的是NGC，与此同时，我们可能还会用到xilinx的 core，core文件主要以edn形式存在；有了这些文件我们就进入implementation阶段，这个阶段分translate，Map，PAR 三大部分，translate是把综合得到网表和core的网表文件转化为NGD文件，作为Map的输入，Map是把网表文件映射到Xilinx中的基本元件中，如slice，blockram等等，最后PAR也就是place and route，最后就可以生成bit文件了。推荐的书籍《FPGA/CPLD设计工具——Xilinx ISE5.x使用详解》，该书对整个设计流程有详细的描述，还介绍了很多高级技巧，不过对于asic设计人员，除非要做FPGA验证，否则没有必要看这些东西，因为学习FPGA 就是一个完整的ASIC设计流程，不像做ASIC那样设计人员还分前端后端，做FPGA涉及的将会是很多因素，包括部结构和板级的调试等等。

学习fpga除了学习开发流程之外，另外一方面是学习其部结构。xilinx的fpga的结构介绍如下：基本单元是LUT，由LUT组成SLICE，由 SLICE组成CLB，具体多少个LUT组成SLICE，多少个SLICE组成CLB由不同的器件类型决定，可以参考datasheet。此外，就是 Block Ram，DLL或者是DCM，还有DSP等。现在流行SOC，不少高端器件还嵌入了微处理器，有软核有硬核。学习硬件结构最好的入

门书籍是孟宪元先生的书，虽然时间有点久了，不过从我看的书来看，只有他才是分析得最为彻底的。现在介绍这方面的书籍也多了，不过，有点要提醒的，用什么器件看什么器件的 datasheet，没有必要把这个东西当教科书学，查一查就可以了。

学习fpga有机会买个板子自己写点程序跑一跑，应该是一件挺不错的事情。现在很多宽带通信应用的fpga设计有Serdes接口，DDR接口之类的，不是特殊要求，自己玩，估计也用不上那么复杂的，写几个状态机或者是UART就可以。

上回我们讨论了学习逻辑电路和硬件描述语言的方法。如何买书，如何看书。这回我们讨论fpga和asic设计有什么区别。

fpga现场可编程器件，PLD方面的东西，通过verilog编译成配置文件，加载到fpga中实现特定的功能。其实fpga本身就是一个芯片，只是你可以通过编程的方式修改部逻辑连接和配置实现自己想要的功能。

asic专用集成芯片，是针对特定应用设计的芯片。实现asic，就如从一白纸开始，你得有代码，之后综合，之后布局，布线，得到GDSII后去流片。fpga 器件也是通过这个流程过来的，不过他应该算一个通用器件，就如cpu，可以在很多情况下应用，不像mp3芯片，它就只能播放mp3，所以只能称为专用芯片。不论通用还是专用，都有差不多的流程，注意上面说的是半定制的数字集成芯片的流程。作为模拟，还有一些特殊的全定制芯片，一般都是从版图开始的。

速度：相同的工艺和设计，在fpga上的速度应该比asic跑得慢。为什么呢？因为fpga部是基于通用的结构，也就是LUT（look up table），它可以实现加法器，组合逻辑等等，而asic，一般你加法器就是加法器，而比较器就是比较器，fpga结构上的通用性必然导致冗余；另外，作为fpga基本单元是LUT（LUT 组成SLICE，SLICE组成CLB－－这是xilinx的结构），为此大的设计假如一个LUT实现不了，就得用两个LUT，一个SLICE实现不了就要用CLB，不同结构处于特定的位置，信号之间的互联，导致的wire delay是不可忽略的一部分。而对于asic来说没有结构上的限制，而且对于特定的实际可以在空间上靠得很近，相对之下wire delay和cell delay都应该比fpga小。当然LUT中也有DFF，作为高速的设计一般都会在一个简单的组合逻辑操作之后打一拍，再做下一步的处理。

面积：从上面上看，fpga相对于asic来说还是大很多的。要是你知道自己的手机基带芯片是一个fpga做的，你肯定会气死。n大一个fpga，想让你放到口袋里面估计还是有困难。

功耗：也是明显的东西，fpga功耗比asic要大。

以上都是基于相同制造工艺和设计的条件下比较的。从另外一个侧面看，也就是开发速度和流程上看，fpga开发简单，asic开发流程长风险大。

fpga除了代码之外，从综合到布局布线生成配置文件都是通过软件自动产生的，当然可以有一定的约束。但是，你要知道，你只是在一个房子里面画画，这个房子就是现成的fpga。画得不满意，你搽掉，再画一个。不会对房子有多大影响－只要你不把fpga烧掉。

asic设计，你不仅要关心代码，而且你要关心时序，关心设计符合DFT的要求，关心layout，关心SI。。。。。。就相当于你什么都没有，现在房子要由你来盖，盖多大（floorplan），要如何盖，电源线如何走，水管如何设计，门开在那个方向等等的东西。一旦房子盖好了，你觉得不满意？你就得拆掉，某一个缺陷都影响这个房子。你想画画，可以，你得画得好，画不好就不能改了。因为asic不是可编程的fpga，部结构一旦流片后就确定下来了。 bugs是asic中致命的东西！

对于费用来说，fpga贵在单片，开发工具和风险基本不存在。对于asic贵在流片的费用和开发工具，NRE费用随着工艺的提高变相当贵，除非你的芯片一次成功可以量产，否则单片费用将其贵无比！你想想留一次片50W，给你拿回来100颗样片，都是bugs。一片多少钱啊？？！！

开发周期，fpga6个月，asic一年。若是一个设计人员说自己一年之tapout了4－5个片子，估计他也只是做做综合或者后端。从设计到验证结束是一段漫长的时间，一旦验证初步完成，RTL2GDSII的过程是很快的。

asic设计入门（前端）

asic设计前后端是如何分的呢？asic设计的前后端就如FPGA设计的Implementation之前之后（Xilinx）的区分，前端负责综合网表之前的所有事情，而后端负责Netlist到GDSII的过程。注意这也不是绝对的，现在前端也可以用Physical Compiler做一些后端做的事情（物理综合），随殴ひ盏姆⒄梗昂蠖说姆纸庀咴嚼丛侥：恕５比籄SIC的前端还考虑到很多关于Power，DFT等等方面因素；后端呢，在这里粗略介绍一下，Floorplan，版图规划，主要指Macro的放置还有PG ring等的规划；Place－布局，主要指standard cell的放置；Route，布线；其中还涉及到DFT，DRC，LVS还有STA。这些东西了解一下就可以

了。

ASIC前端设计入门，这个流程幸好没有忘记。不像FPGA那样（和器件关系太

多），数字前端都应该是一样的。

1 系统规划需求分析－－－－制定Specification

2 模块划分－－－－－根据Secification，开始划分模块，具体到接口时序

和功能，最后书写详细设计文档。

3 模块编码输入－－－－注意符合Coding Style

4 模块级仿真验证－－－行覆盖率应该达到99％（default语句是覆盖不到的）

5 系统集成和系统仿真验证－－－－验证平台应该在Specification确定之后和代码编写并行进行。

6 综合－－－－得到网表

7 STA－－－－－验证时序

8 形式验证－－验证网表和RTL的等效性

若是Netlist2GDSII的话这些就应该可以了，象DFT之类的估计后端人员都可以帮助你实现。看起来挺简单的，其实花时间最多的还是在前面，也就是综合之前的步骤是最费时间的，包括制定Specification，模块级的详细设计方案还有验

证，一旦得到一个goden RTL，从RTL到GDSII是很快的。所谓garbage in garbage out，到了综合之后的步骤基本上不是对功能的修改，而是按照特定功能的实现，所以一个好的RTL是非常重要的。

在系统规划方面，复位，时钟方案是最重要的因素，其次是DFT；在模块编码的时候就是要注意这些要求了，比如不要部私自生成时钟和复位信号，防止出现不必要的latch等等。模块级验证应该是系统验证关键部分，原来我们做TDSCDMA手机终端芯片的时候，Viterbi验证的是好几个步骤组成的，在模块级就验证做得非常完善，后来系统验证，FPGA验证到最后tapout回来都没有问题。当然大家都关心综合如何处理，STA如何处理，形式验证如何实现，因为这几个步骤不是所有人都可以接触的，毕竟这些工具都价格不菲；一个公司可以随便找几个人一起开发FPGA，但是说要随便找几个人做ASIC，估计 Tool的费用就要砸掉好几百W－－这里指的是商用软件，假如你说其实D版的也可以用，^_^ 那就算你用了，流片的费用也不少啊。

下面我就一部分一部分给大家介绍asic前端设计的各个部分。

在没有介绍综合之后的流程之前，我先介绍一下从系统规划到综合前的流程，前面FPGA和这里的ASIC在这方面介绍的都不多，在这里补过，希望对大家有帮助。系统规划当然是系统人员制定的，假如你想知道如何制定，大体上是系统功能，性能，系统接口，系统的时钟方案，复位方案，DFT方案；系统采用了多少 Memory，是否使用DSP，MCU，架构如何，最后die size和power大约多大等等；作为一名设计人员多数你会分到一个模块的设计，一般情况下在系统方案制定好之后就是模块划分了，很多情况下是根据功能来划分；模块划分之后，设计人员会不断讨论实现方案和关键问题的解决方法，开始是模块之间的接口，接着是模块部的实现方案和时序，经过详细的讨论之后，这些都要写成详细设计方案。三年前自己的第一个设计是画了几个图就做设计的，小小的一个东西，没有文档，看草图，做了一个月；在积累了经验之后，改变了开发流程，也是大公司采用的方法，先写详细设计方案，再写代码；你会发现可能详细方案花了1个月，代码半个月就可以写完了。因为思路理清楚了，写代码当然简单了，千万不要一边写代码，一遍写设计方案，到了最后，问题一个都没有解决，代码改来改去，还是不能用。

FPGA_ASIC-基于FPGA的ECC算法高速实现

基于FPGA 的ECC 算法高速实现? 武玉华，黄允，李艳俊，欧海文 （北京电子科技学院，北京 100070） 摘要：椭圆曲线密码体制(Elliptic Curve Cryptosystem ，ECC)是目前已知的所有公钥密码体制中能提供最高比特强度（strength-per-bit ）的一种公钥加密体制。研究椭圆曲线密码算法的芯片设计有较大的研究价值和实用价值。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，具有高速低功耗的特点。 关键词：ECC ；FPGA ；高速 中图分类号：TP309 文献标识码：A The FPGA design of ECC encryption algorithm WU Yu-hua, HUANG Yun, LI Yan-jun, OU Hai-wen (Beijing Electronic Science and Technology Institute ，Beijing 100070 China) Abstract ：ECC is one of the known public crypto methods that provide the best strength-per-bit. Researching in the hardware design of ECC have much value. In this paper, we lucubrate the ECC’s theory, and implement a sort of ECC encryption algorithm, it has some advantages such as high-speed and low-exploit. Keywords ：ECC; FPGA; high-speed 1 引言 1985年，Neal Koblitz 和V https://www.wendangku.net/doc/da11970993.html,ler 提出了基于椭圆曲线群上离散代数问题的公钥密码体制——椭圆曲线密码体制(简记为ECC)。ECC 与RSA 相比具有密钥更短、安全性更高的特点，通常认为163位的ECC 密钥长度能够提供相当于1024位RSA 密钥长度的安全性，571位的ECC 密钥长度能够提供相当于15360位RSA 密钥长度的安全性。ECC 是目前所有公钥密码系统中单位密钥安全性最高的密码系统。因为ECC 的密钥较短，所以运算耗费的资源较少，目前ECC 广泛应用于无线连接设备中，譬如PDA, smart cards 等等。目前，欧洲、俄罗斯、韩国和中国等都己经或打算将ECC 作为国家密码标准。 椭圆曲线密码系统的基域包括素域GF （P)和二进制域GF(n 2)，在硬件实现上GF(n 2)椭圆曲线密码系统占用系统资源更少，效率更高。因此最近几年有限域GF(n 2)上基本运算的硬件实现、有限域GF(n 2)上椭圆曲线密码系统的硬件实现都得到了业内重视。相对于软件实现的椭圆曲线加密/解密体制，硬件实现可以提供更高的安全性和更快的速度。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，并通过QuartusII5.0工具进行了编译仿真，实验结果表明其功能正确，具有高速低功耗的特点。 2 椭圆曲线算法理论 2．1 椭圆曲线数学基础 2.1.1 椭圆曲线定义 椭圆曲线E 是一个光滑的Weierstrass 方程在P(K)中的全部解(x ，y)的集合。K 为域。K 上的摄影平面P(K)是一些等价类的集合{(XY ：Z)}。 22322313246:E Y Z a XYZ a YZ X a X Z a XZ a Z ++=+++ 其中曲线上唯一的一个无穷远点是（0：1：0）。这个点对应于点∞。 经过上述方程作如下转化可得： 设x ＝X/Z,y ＝Y/Z ?基金项目：国家自然科学基金资助项目（70431002）；北京电子科技学院信息安全与保密重点实验室基金项目（YZDJ0509）

FPGA CPLD ASIC学习书籍集锦

FPGA|CPLD|ASIC学习书籍集锦 《FPGA设计及应用（第二版）》评价：★★★ 作者：褚振勇齐亮田红心高楷娟西安电子科技大学出版社出版日期： 2006年12月第 2 版书号：ISBN 7-5606-1132-X/TP·0574 本书介绍了FPGA的相关基础知识, VHDL硬件描述语言,FPGA开发软件的使用；器件配置与调试；FPGA设计中的基本问题和电路设计实例等。 《CPLD/FPGA应用系统设计与(基础篇)》评价：暂无 作者：亿特科技人民邮电出版社出版日期：2005年7月书号：ISBN 7-115-13200-3/TP.4503 本书介绍了CPLD/FPGA开发工具Quartus II，并精选了10多个实际开发案例进行讲解：16位并行乘法器设计、通用16位乘法器的流水线设计、双端口RAM存储器的设计、同步/异步FIFO存储器的设计、海明码编解码器芯片的设计、RS编解码器芯片设计及其扩展应用、带PWM输出的定时器/计数器芯片设计及其扩展应用、通用存储控制器芯片的设计以及USB2.0接口芯片设计。 《FPGA数字电子系统设计与开发实例导航》评价：暂无 作者：求是科技人民邮电出版社出版日期：2005年6月书号：ISBN 7-115-13189-9/TP.4519 本书首先介绍了FPGA的相关基础知识，然后通过7个在实际工程应用中的案例详细介绍了通过FPGA 实现I2C协议要求的接口、UART控制器、USB接口控制器、数字视频信号处理器、VGA/LCD显示控制器、CAN总线控制器、以太网控制器的方法。

《Altera FPGA/CPLD 设计( 高级篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书深讨论了Altera FPGA/CPLD 的设计、优化技巧。在讨论FPGA/CPLD 设计指导原则的基础上，介绍了Altera 器件的高级应用；引领读者学习逻辑锁定设计工具，详细讨论了时序约束与静态时序分析方法；结合实例讨论如何进行设计优化，介绍了Altera 的可编程器件的高级设计工具与系统级设计技巧。 ！ 《Altera FPGA/CPLD 设计 (基础篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书介绍了FPGA/CPLD 的基本设计方法。在介绍FPGA/CPLD 概念的基础上，介绍了Altera 主流FPGA/CPLD 的结构与特点，实例讲解Quartus II 与ModelSim 、Synplify Pro 等常用EDA 工具的开发流程。 《Verilog HDL 程序设计与应用》评价： 暂无 作者：王伟人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13204-6/TP.4534 本书第1部分讲解Verilog HDL 语法知识；第2部分是实例部分，通过从已公布的成熟源代码中精选的50多个最具代表性的建模实例，辅以框图和详细注释帮助读者理解程序，从而学习典型电路单元的建模方法；第3部分是系统设计实战，为初学者展示了一个小型系统的详细设计流程。 《CPLD/FPGA 应用开发技术与工程实践》评价： 暂无 作者： 求是科技 人民邮电出版社 出版日期：2005年1月 书号：ISBN 7-115-12720-4/TP.4272 本书介绍了CPLD 和FPGA 典型产品的结构原理、性能特点以及Altera 公司提供的开发软件-MAX+PLUSII ，列举了VHDL 语言的各种语法结构以及相应的例程。包括组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、运算电路设计以及存储器电路设计等。最后用4个有一定难度的例程向读者完整地再

(完整版)什么是FPGA

1. FPGA与单片机的区别？ 单片机和FPGA的区别，本质是软件和硬件的区别。 单片机设计属软件范畴；它的硬件（单片机芯片）是固定的，通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行； FPGA设计属硬件范畴，它的硬件（FPGA）是可编程的，是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程； 二者最大的区别：单片机（无论哈佛总线结构或者冯诺依曼结构）均为取出指令->执行，指令是顺序执行的（即使是中断，其发生后的中断服务程序也是顺序执行的）；而FPGA（包括CPLD)是基于逻辑门和触发器的，它是并行执行方式，即 当CLOCK上升沿到来时，所有的触发器都会动作，它没有取出指令->执行这种操 作，数字电路中所有逻辑门和触发器（D,SR等）均可以实现，它适合真正意义上 的并行任务处理。 2. 单片机、FPGA、DSP、ASIC的区别 1、ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片，集成度很低，成本很低，可是够用了。后来ASIC发展了一些，称为半定制专用集成电路，相对来说更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是个大概念，FPGA属于ASIC之下的一部分。 2、FPGA基本就是高端的CPLD，数字电路。这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门，与非门、或非门、触发器（可以用与非门形成吧）等基本数字器件，编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。通过硬件描述语言把它转成电路连接，从最基本的逻辑门层面上连接成电路（参见数字电路书上那些全加器触发器什么的）。应该说，虽然看起来像一块CPU，其实是完全硬件实现的。它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。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在抗干扰，速度上有很大优势。 后来因为写代码麻烦，对控制部分比较薄弱，本来跟其他CPU配合使用，即麻烦的算法CPU提交给FPGA，FPGA算完把结果再返回给CPU。可是这样外围电路就变得麻烦。 于是提出了SOC设计方法，就是直接在FPGA里写一个CPU出来，既然FPGA万能，做个CPU自然毫无压力。 这其中还有软核和硬核的区别，不过除了性能，使用方法大同小异。所谓IP核，就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述，然后烧到FPGA里形成专门的电路，这样就不必另外搭芯片了，所有的电路在一片FPGA里面形成。 3、DSP实际应该称为DSPs，即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的，也就是数据和程序空间分开（普通计算机是冯诺依曼结构）。另一方面他有流水线结构，不过现在其他也有了，见贤思齐。再一方面他有专用的硬件算法电路，用以完成DSP运算，比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道，蝶形算法FFT什么的，拆成最基本单元就是乘法累加，把这部分加速了，整体性能就有非常大的提高。DSP对于

FPGA型号对比

FPGA入门 什么是FPGA与CPLD的区别FPGA的应用FPGA的优势Altera产品介绍设计流程开始FPGA设计设计工具与实例获得下一步资源Altera产品介绍 ASIC 如果您正在寻找 ASIC，这里将为您提供所需要的一切。我们的 HardCopy ASIC支持Stratix原型的无缝移植，在最短的时间内帮助您以最低的风险、最低的ASIC 开发总成本将产品推向市场。 CPLD 对于胶合逻辑以及任何控制功能，我们的非易失 MAX 系列提供市场上成本最低的CPLD —— 单芯片解决方案，非常适合接口桥接、电平转换、I/O 扩展和模拟 I/O 管理应用。 产品系列密度工艺节点

FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Stratix V1,052,000397,00028nm Stratix IV813,050325,22040nm Stratix III338,000135,20065nm Stratix II132,54053,01690nm Stratix79,040-130nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Arria V503,500190,00028nm Arria II348,500139,40040nm Arria GX90,22036,08890nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Cyclone V300,000113,20828nm Cyclone IV149,760-60nm Cyclone III198,464-60nm Cyclone II68,416-90nm Cyclone I20,060-130nm CPLD逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 MAX V2,210-0.18um MAX II2,210-0.18um MAX 3000A640-0.30um

CPLD与FPGA区别

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Complex 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,具有保密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。 系统的比较： 尽管ＦＰＧＡ和ＣＰＬＤ都是可编程ＡＳＩＣ器件，有很多共同特点，但由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ结 构上的差异，具有各自的特点: ①ＣＰＬＤ更适合完成各种算法和组合逻辑，ＦＰＧＡ更适合于完成时序逻辑。换句话说，ＦＰＧＡ更适合于触发器丰富的结构，而ＣＰＬＤ更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。 ②ＣＰＬＤ的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而ＦＰＧＡ的分段式布线结 构决定了其延迟的不可预测性。 ③在编程上ＦＰＧＡ比ＣＰＬＤ具有更大的灵活性。ＣＰＬＤ通过修改具有固定内连电路的逻辑功能 来编程，ＦＰＧＡ主要通过改变内部连线的布线来编程；ＦＰＧＡ可在逻辑门下编程，而ＣＰＬＤ是在逻辑块下编程。 ④ＦＰＧＡ的集成度比ＣＰＬＤ高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 ⑤ＣＰＬＤ比ＦＰＧＡ使用起来更方便。ＣＰＬＤ的编程采用Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＡＳＴＦＬＡＳＨ技术，无需外部存储器芯片，使用简单。而ＦＰＧＡ的编程信息需存放在外部存储器上，使用方法复杂。 ⑥ＣＰＬＤ的速度比ＦＰＧＡ快，并且具有较大的时间可预测性。这是由于ＦＰＧＡ是门级编程，并 且ＣＬＢ之间采用分布式互联，而ＣＰＬＤ是逻辑块级编程，并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

FPGA_ASIC-一种高精度运动控制器IP核设计与实现

一种高精度运动控制器IP核设计与实现 闫永志 王宏 杨志家刘鹏 (中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016) (中国科学院研究生院，北京 100039) 摘 要：本文提出了一种运动控制器软IP的设计方案，该控制器可以控制4个轴的步进电机或数字伺服电机，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，也可任选2轴或3轴来进行直线、圆弧和位模式插补。文中介绍了其系统结构、基本功能和插补算法。设计最终形成软IP核，并在Xilinx公司的Vertex2系列FPGA 中予以实现和验证。 关键词：运动控制 插补 IP ASIC FPGA 中图法分类号: TN4文献标识码：A Design and Implementation of High Precision Motion Controller IP Yongzhi Yan1,2 Hong Wang1 Zhijia Yang1Peng Liu1 1( Shenyang Institute of Automation , Chinese Academy of Sciences, Liaoning Shenyang, 110016) 2( Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039) Abstract: This paper designs a motion controller soft IP, it can control 4 axes of either stepper motor or pulse type servo drivers for position, speed, and interpolation. Any 2 or 3 axes can be selected to perform linear, circular, and bit pattern interpolation. We describe structure, function and interpolation arithmetic of the motion controller. Finally, the montion controller soft IP is implemented and verified in Xilinx Vertex2 FPGA. Key words:motion control interpolation IP ASIC FPGA 1引言 随着计算机、控制理论、微电子等技术的迅速发展，运动控制技术取得了巨大的进步，已成为推动新的产业革命的关键技术。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动[1]。早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术发展而来的。近年来，随着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经应用在越来越多的产业领域中。 目前基于PC(Personal Computer)总线的以DSP(Digital Signal Processing)或专用运动控制ASIC(Application Specific Integrated Circuit)作为核心的开放式运动控制技术已经成为主流。将PC 机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好的特点[2]。本设计使用verilog硬件描述语言设计了一种带有通用的PC机总线接口的运动控制器软IP(Intellectual Property)核，并通过FPGA(Field Programmable Gate Array)予以实现和验证。 2系统结构和基本功能 本设计是一个用于实现4轴运动控制的控制器，通过这个控制器可以控制由步进电机或由数字脉冲型伺服电机驱动的4个轴的位置、速度和插补。该系统由5个部分组成，分别是(1)命令/数据处理模块(2)插补控制模块(3)4个轴的运动控制模块(4)中断信号发生模块(5)脉冲分配模块。图1为该运动控制器的系统结构图。 该运动控制器的主要功能如下： (1)独立的四轴驱动：可以分别控制四个电机驱动轴的运动，四个轴的功能完全相同。 (2)驱动速度控制：驱动脉冲的输出速度可以从1PPS(Pulses Per Second)到4MPPS，每个驱动轴可以进行定速驱动、直线加/减速驱动、S曲线加/减速驱动。 (3)2轴/3轴直线插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个或3个轴进行直线插补驱动。 (4)圆弧插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个轴进行圆弧插补驱动。

采用 CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器的网络交换机体系结构的比较

通用CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器这四种网络交换机体系结构的详细比较分析 使用NP+ASIC的体系设计方式是最为完美的选择。使用ASIC芯片高速处理各种传统的业务，如二层交换、三层路由、ACL、QoS以及组播处理等等，满足核心交换机对于交换机处理性能的需求；而利用NP实现各种非传统或未成熟的业务，根据需要灵活支持IPV6、Load Balancing、VPN、NAT、IDS、策略路由、MPLS、防火墙等多种业务功能，满足核心交换机对于业务按需叠加的需求…… 多层交换体系结构的引入有效地提高了局域网的速度，对多层交换体系结构排队模型、交换实施和交换结构等方面的了解，可以更深刻地认识到局域网交换机在性能上的提高。 首先明确几个基本概念： 排队模型 交换结构是指数据从一个端点到达另一个端点的“高速路”，排队是一种用于控制拥塞的缓冲机制，当交换结构出现拥塞时，会在很大程度上直接影响交换机的性能，所以进行拥塞管理是非常有必要的。在

多个端口争用同一个端口时就需要拥塞管理，对信息包进行排队处理。排队可以采用动态缓冲区排队或固定缓冲区排队，其中动态缓冲区排队时缓冲区长度为固定增量（如每次64K字节），可以更有效地利用缓冲区资源；而固定缓冲区排序时缓冲区的长度是固定的，这样缓冲区的使用效率不高，但比定制控制器（custom conollers）成本低。排队可以在交换结构的输入端口进行，即输入排队，也可在交换结构的输出端口进行，即输出排队。在输入排队时，信息包在进入端口处得到缓冲，最高可将吞吐量减少60％，但会造成线路端阻塞；在输出排队时缓冲区设在输出端口，无线路阻塞，但在流量高峰期间会造成缓冲区溢出。 交换实施 交换实施用来说明交换决策的地点和方式：是在本地还是在中央地点，是最长匹配还是准确匹配。 交换决策的地点是中央地点时，就是集中交换。集中交换采用集中发送表，针对交换和识别提供集中控制，为达到实施的快速处理，查询由ASIC完成，集中交换可以执行第2层或第3层查询。 在分布式交换时，交换决策由端口或模块在本地进行，其第2层和第3层表必须实现同步化，以便说明添加、移动或修改。 交换实施还可分为基于流量的交换和基于转发信息库的交换。基于流量的交换是基于需求的交换，入口包含源地址、目标地址和/或第4

FPGA、CPLD、ASIC、DSP、单片机的区别

1. FPGA FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。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。以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA 上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。 什么是FPGA? 简单来说，FPGA就是“可反复编程的逻辑器件”。FPGA取自 Field Programmable Gate Array的首个字母，代表现场(Field)可编程(Programmable)逻辑阵列(Gate Array)。 由于在产品发售后您仍然可以对产品设计作出修改，因此我们可以顺利地对产品进行更新以及针对新的协议标准作出相应改进。相对于对售后产品设计无法进行修改的ASIC和ASSP来说，这是FPGA特有的一个优势。由于FPGA 可编程的灵活性以及近年来科技的快速发展，FPGA也正向高集成，高性能，低功耗，低价格的方向发展，并具备了与ASIC和ASSP 同等的性能，被广泛地使用在各行各业的电子及通信设备里。 FPGA与CPLD的区别 尽管很多人听说过CPLD，但是关于CPLD与FPGA之间的区别，了解的人可能不是很多。虽然FPGA与CPLD都是“可反复编程的逻辑器件”，但是在技术上却有一些差异。简单地说，FPGA就是将CPLD的电路规模，功能，性能等方面强化之后的产物。 一般而言，CPLD与FPGA之间的区别的如下所示（当然也有例外）。

--FPGA与ASIC的比较

简介FPGA与ASIC FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是作为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。亮点在于它的可编程性，这个给设计实现带来了很大的方便。也为降低设计成本提供了可行方案，但是速度较之相同工艺的ASIC要慢。 ASIC（Application Specific Integrated Circuit），即专用集成电路，是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求， ASIC 分为全定制和半定制。亮点在于专用，量身定制所以执行速度较快，比同等工艺的FPGA来说即比FPGA快，而且可以节省在FPGA中的一些没有使用的逻辑实现，大规模生产的话成本也会比FPGA低。 ********************************************************************* FPGA与ASIC的比较: FPGA的基本特点主要有： 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、输出输入模块IOB和内部连线三个部分。现场可编程门阵列（FPGA）是可编程器件。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，由此构成了即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。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能。 ?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。 ?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恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。 FPGA允许无限次的编程. ?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。 ?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。 ?FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 ?FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。 ?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。 ?FPGA采用高速CMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 ?快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价 ?它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题，而且可以随时改变其逻辑功能，使用灵活。 ?资金投入小。FPGA不像ASIC那样需要服务费用(如NRE),也不需对厂商做任何订单数量上的承诺,这样在项目之初就压缩了很多潜在花费。

FPGA_ASIC-高速数据压缩与缓存的FPGA实现

高速数据压缩与缓存的FPGA实现 王宁李冰 （东南大学集成电路学院南京210096） 来源：微计算机信息 摘要：本文设计了一种以FPGA为数据压缩和数据缓存单元的高速数据采集系统，其主要特点是对高速采集的数据进行实时压缩，再将压缩后的数据进行缓冲存储。该设计利用数据比较模块实时地将一个压缩比数组中的最大值保存起来，再将该最大值缓冲存储，从而满足采集系统的需要。文中分别设计了基于双口RAM和FIFO实现的两种缓冲方法，并对仿真结果进行了对比分析，该系统工作频率可达90MHZ。 关键词：高速数据采集 , 数据压缩 , 数据缓存 , 现场可编程门阵列 中图分类号：TP274文献标识码：A Implementation of High-Speed Data Compression and Data Cache with FPGA Abstract: A high-speed data acquisition system that uses FPGA as the data compression and data cache unit has been designed in this paper, the main point of this system is that it compresses the acquired data in time and then stores the compressed data in the cache. In order to meet the conditions that data acquisition needs, a data-comparing module is used to select the largest number in the compression ratio array, and then store the largest number in the cache. Two methods that based on dual-ports RAM and FIFO are designed in this article, they are also analyzed and compared though software in detail, this system can work at the frequency of 90MHZ. Key Words: High-speed data acquisition, data compression, data cache, FPGA 1.引言 在战场上，为了使作战武器能及时地调整自身的姿态，需要实时地采集一系列的状态参数，再对这些参数进行分析处理，这就涉及到高速的数据采集系统。同时由于作战武器控制

采用 FPGA 及ASIC时需要考虑的电源管理问题

采用 FPGA 及ASIC时需要考虑的电源管理问题 作者：美国国家半导体应用技术工程师 David Baba 图 1：能满足现场FPGA及ASIC供电需要的典型电源管理系统 目前的电子产品市场竞争非常激烈，厂商都希望能在最短时间内将新产品推出市场，以致子系统的设计周期越缩越短。在这个发展过程中，FPGA及ASIC 的重要性越来越受到重视，例如新系统的很多重要功能往往需要由这些电路执行。对于采用FPGA 芯片的系统来说，电源管理是尤其需要慎重考虑的关键问题之一。若要为FPGA芯片提供稳定的供电，我们需要全面审视系统的整体供电需要。这个取态也适用于特殊应用集成电路芯片。 由于系统的起始条件较为复杂，加上需要考虑的其他因素，例如瞬态行为、开关规格、以及许多其他的因素，因此电源供应系统必须符合一定的要求，这一点极为重要。若按照有关芯片的应用要求，供电干线必须绕过芯片或去除与芯片的耦合关系，那么处理旁路或去耦的问题时便需要特别小心。图 1 所示的是能够满足FPGA芯片供电需要的典型电源管理系统。一般来说，FPGA芯片最低限度需要两个电压为其提供供电。一个是专为“核心”提供供电的电压 (1.0 伏 (V) 至 2.5 伏 [典型值])，而另一个是专为输入/输出提供供电的电压 (3.3 伏 [典型值])。许多FPGA芯片更另外需要第三个低噪音、低纹波的电压，以便为辅助电路提供供电。FPGA芯片所需的典型供电电压是 2.5 伏或 3.3 伏，但不同系列的FPGA芯片各有不同的电压需要。 非同步降压稳压器

功能：降压 (输出电压小于输入电压) 应用条件：一般来说，当输入电压是输出电压的 3 倍至 5 倍则输出电流介于 0.5A 至5A 之间 特色：若输入电压/输出电压/输出电流的典型值一如以上所提供的数值，设计这款电路便变得非常容易，而且有关设计更可发挥极高的效率 应用范围：所有降压稳压器及控制器 同步降压稳压器 功能：降压 (输出电压小于输入电压) 应用条件：当有高效率的系统要求输出较高的电流 (5A 以上)，或占空比较低 (输入电压比输出电压大 5 倍以上及/或输出电流不超过 0.5A) 特色：采用基本的降压稳压器电路布局，其特点是以第二个开关取代二极管，有助减少上述操作情况下的损耗 应用范围：任何“同步整流”降压稳压器或控制器 线性稳压器 功能：降压 (输出电压小于输入电压) 应用条件：一般来说，有关应用的输出电流不能超过 1A，压降与噪音也必须很低特色：最适用于固定输出电压、低电流及低压降的系统，而且非常容易设计。 应用范围：任何低压降线性稳压器 建议：最适合微功率系统采用 图 2：降压稳压器的配置

FPGA_ASIC-基于FPGA的工业以太网灵活解决方案

基于FPGA的工业以太网灵活解决方案 (基金颁发部门：江苏省自然科学基金委；项目名称：嵌入式无线传感网络在矿区数据采集中的应用研究； 编号：BK2006039；基金申请人：王潜平) 崔衍 王潜平 马海波 （中国矿业大学 计算机科学与技术学院，江苏徐州 221008） 摘要：随着工业以太网的发展，工业设备制造商们为使自己的产品更具有市场竞争力， 都在寻找一种具有高性价比的解决方案。本文提出了使用FPGA传送工业以太网协议的 设计方法，这种解决方案的灵活性在于只需用一个电路板就能实现传送不同的工业以太 网协议，并且具有开发成本低、使用周期长的特点。本文还介绍了基于FPGA的工业以 太网的硬件IP开发的流程以及使用LwIP协议实现其软件IP功能。 关键字：工业以太网；FPGA； LwIP 中图法分类号：TP311文献标识码：B A Flexible Solution With FPGA for Industrial Ethernet CUI YAN，WANG QIANPING，MA HAIBO (China University of Mining and Technology, Xuzhou, 221008, China) Abstract: With the development of Industrial Ethernet, many industrial equipment manufacturers must find a cost-effective way to support as many Industrial Ethernet protocols as possible in order to compete. This paper puts forward the design of FPGA based on Industrial Ethernet. The flexible solution is that FPGA devices to deliver a multi-standard Industrial Ethernet capability from a single printed circuit board implementation. The benefits of the FPGA-based solution are cost-effective and long lifetime. The hardware IP development flow of FPGA based on Industrial Ethernet and LwIP protocols used to implement software IP are given. Key words: FPGA； Industrial Ethernet； LwIP 1 引言 现在有很多以以太网为基础的工业通信协议，并都有自己的优缺点，其中有些协议是开源的，这让开发者可以设计出自己的协议。这也意味着这些开源的协议在工业上将更加受到欢迎，应用也更加广泛。现在还没有统一的协议，而且协议的发展影响着以太网标准的变化，这就要求能够支持多种协议的设计方法。本文主要提出使用FPGA来尽可能支持较多的工业以太网协议并能支持新协议的加入和系统改进。 2 基于FPGA的工业以太网解决方案 支持多种协议的一般的方法可以通过针对每一种协议都设计一块板卡，在需要时互相替换来实现。但随着市场上标准的增加和发展，则需要设计出一种性价比高而且还能快速支持新协议的解决方法。 随着以太网的不断变化，需要开发设计新的电路板，这就会使得成本加大，而且实现的慢。然而，通过使用带有FPGA的工业以太网接口就可以解决以上的问题，使用FPGA最主要的好处在于它容易重新配置。在任何时候只需要构造一个电路板和能支持任一种工业以太网协议的硬件程序。如果要使用不同的协议或是用户改变执行命令，只需花费几秒钟根据具体需要改写FPGA的配置文件。这种多协议方法大大降低了开发成本，减小编码量[1]。

原型验证过程中的ASIC到FPGA的代码转换

今日电子　 芯片的规模 和复杂度正呈指数增加 验证和调试所花的时间约 占总工期的 ７０％ 涌现了许多 新的验证手段 以及广泛应用的基于现场可 编程器件 （ＦＰＧＡ） 的原型验证技术 首先需要把 ＡＳＩＣ 设计转化为 ＦＰＧＡ 设 计ＦＰＧＡ 则是基于查找表 决定了 ＡＳＩＣ代码需要一定的修改才能移植到 ＦＰＧＡ 上 并不改变其功 能 基本原理 基于 ＦＰＧＡ 的原型技术已经被广泛采用 ＦＰＧＡ 的硬件特性可以让设计运行在较高的频率 上 可以在 ＡＳＩＣ 芯片设计前期并行设计外围电路及应用 软件 任何一种其他验证方法都是ＡＳＩＣ 验证中的一个环节 由于 ＦＰＧＡ 与ＡＳＩＣ 在结构 ＦＰＧＡ 用的是厂商提供的 宏单元模块 然后进行 ＦＰＧＡ 器件映射 并 针对选定的ＦＰＧＡ 器件的基本单元映射 生成网表 生成配 置文件和时序报告等信息 就可以利用配置文件进 行下载 可通 过软件报告时序文件来确认关键路径 或者修改 ＲＴＬ 代码来满足要求 ＡＳＩＣ中的存储单元通常用代工厂所提供的 Ｍｅｍｏｒｙ　Ｃｏｍｐｉｌｅｒ 来定制 ．ｖ 等文件 通常不能综合 只需将标准提供给代工厂 通常综合器是综合不出 来的 并且资源消耗多 因此存储单元要进行 代码转换 时钟是整个电路最重 要 用布局 布线工具来放置时钟树 ＦＰＧＡ 中通常已经 配置一定数量的 ＰＬＬ 宏单元 一般是经过 ＦＰＧＡ的特定全局时钟管脚进入 ＦＰＧＡ 内 部 这样的时钟网络可以保证相同 的时钟沿到达芯片内部每一个触发器的延 迟时间差异是可以忽略不计的 在对ＡＳＩＣ设计进行ＦＰＧＡ 原型验证时

57 今日电子　 ＦＰＧＡ器 件内部的单元延时远大于ＡＳＩＣ的基本 门单元延时 ＡＳＩＣ 可以满足其时序 为了验证的需要 对ＡＳＩＣ 实现的流水结构在ＦＰＧＡ实现时需要适 当增加流水 如图１ 所示 同步设计是应该 遵循的重要原则 产生毛刺 应该进行仔细的 同步 功能模 块的统一复位 在ＡＳＩＣ 的设计中 门控时钟的结构如图２ 所示 数据才写进存储器 寄存器才会发生翻转 对于ＦＰＧＡ 来说 导致数据不正确 使用有使能信号的电路来替换门 控时钟电路 如图３所 示 同步ＳＥＴ和ＲＥＳＥＴ引脚的寄 存器例如Ｘｉｌｉｎｘ 提供了基础逻辑视 频与图像处理 微处理器 在代码转换时可以充分利用这些资源 如在 ＦＰＧＡ中使用ＳＲＬ 实现移位寄存器 改进算术单元和有限状态机的 编码 ３２位 高性能嵌入式ＣＰＵ 开发 对３２位全 定制高性能嵌入式ＣＰＵ　ｂｃ３２０进行了 原型验证 该板使用了Ｘｉｌｉｎｘ的 Ｖｉｒｔｅｘ － 另有２Ｍｂ的片上 Ｂｌｏｃｋ　ＲＡＭ 采用了Ｘｉｌｉｎｘ 的全自动 进行ＦＰＧＡ 综合使用的工具是Ｓｙｎｐｌｉｆｙ　Ｐｒｏ

FPGA_ASIC-使用EMIF将Xilinx FPGA与TI DSP平台接口

使用 EMIF 将 Xilinx FPGA 与 TI DSP 平台接口 应用指南 XAPP753 (v2.0.1) 2007 年 1 月 29 日

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