FPGA培训学习总结.pdfVIP

FPGA 培训学习总结 一、 概述 我是一名毕业不久的研究生，专业是通信工程，接触 EDA 这个 行业已经有大约 4 年了。这几年中主要是通过参加科研项目学习 FPGA 的，虽然能够实现一些东西，但是总是感觉自己对于FPGA 的 掌握始终不够全面和系统。中电网于去年启动了“国家信息技术紧缺 人才培养工程”，其中在电子工程与集成电路技术培训项目中中电网 与清华大学和 ALTERA 公司共同举办了 FPGA 技术培训，如同及时 雨一般，给了我一个对 FPGA 技术进行系统学习的机会。 通过利用业余时间在网上在线听孟教授的讲课，使我对 FPGA 技术有了一个较为全面和更加深入的认识和理解。使我在工作中运用 FPGA 技术实现信号处理算法方面更加得心应手了。基本上掌握了从 MATLAB 的 Simulink 浮点算法仿真到 Altera DspBuilder 的面向实现 的定点仿真，再到 VHDL 语言实现和时序仿真，最后到板级的 SignalTap 的时序检查，这一系列的通信算法开发流程。下面我就分 几方面把我这一年来的学习作一个总结。 二、 学习总结 （一） 基本概念和基本知识方面 以前我对于FPGA 的一些基本和基本知识了解的很少，只知道它 是一种现场可编程的逻辑器件。通过学习，我了解到 FPGA 是随着可 编程技术和逻辑器件的发展而发展的。当可编程技术发展到一定阶 段，同时逻辑器件的规模达到一定水平的时候，就相继出现了 PAL 、 GAL、EEPROM 、CPLD 和现在的 FPGA 。 其中最为相近的是 CPLD 和 FPGA 了，它们都是现场可编程的逻 辑器件，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。 ⑦在编程方式上，CPLD 主要是基于 E2PROM 或 FLASH 存储器 编程，编程次数可达 1 万次，优点是系统断电时编程信息也不丢失。 CPLD 又可分为在编程器上编程和在系统编程两类。FPGA 大部分是 基于 SRAM 编程，编程信息在系统断电时丢失,每次上电时,需从器件 外部将编程数据重新写入 SRAM 中。其优点是可以编程任意次,可在 工作中快速编程,从而实现板级和系统级的动态配置。 ⑧CPLD 必威体育官网网址性好，FPGA 必威体育官网网址性差。 ⑨一般情况下，CPLD 的功耗要比FPGA 低，且集成度越高越明 显 而作为 FPGA 自身来说，必须具备三种可编程资源的特点： 1）I/O 是可编程的，用户可以设置引腿是输入还是输出，是什么 电平，是CMOS 电平还是TTL 电平，可以决定我是有没有上拉或者 是信号激变的情况，或者是速率的快慢等等，这是一个资源，可编程 资源，IO 就是用户可编程的。 2 ）逻辑是可编程的，也就是说它中间的排成行和列的这些逻辑 单元是可编程的，可以实现我们在第一讲的组合逻辑电路和时序逻辑 电路，也就是说在这个逻辑块里头有实现组合逻辑的块和集成的元件 触发器，下面我们讲到这样的东西怎么样构成可编程逻辑单元，这是 第二个可编程的逻辑资源，也就是说逻辑是可编程的，那么包括了组 合的逻辑和触发器的时