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緒論什麼是FPGA？現場可編程門陣列 FieldProgrammableGateArray一種可編程邏輯器件Xilinx創始人RossFreeman在20世紀80年代初發明

斯坦福大學NetFPGA

可編程邏輯器件可編程邏輯器件ProgrammableLogicDevice，PLD20世紀70年代，專用積體電路（ASIC）發展而來軟體編程配置，可擦寫發展歷程70年代初期，PROM，RPROM，EEPROM70年代中期，PAL，GAL80年代中期，CPLD，FPGA90年代末期，SOPC，SOC

CPLD與FPGACPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）采連續式佈線結構，較適合用來實現各種運算和組合邏輯。FPGA採用分段式佈線結構，適用於實現循序邏輯，寄存器資源豐富。

FPGA與ASICASIC（專用積體電路）-定制FPGA（現場可編程門陣列）-半定制採用FPGA，用戶不需要投片生產，就能得到合用的晶片FPGA可作為其他全定制或半定制ASIC電路的中試樣片FPGA由存放在片內RAM中的程式來設置工作狀態，可以反復使用

FPGA結構簡介邏輯單元陣列可配置邏輯模組CLB（ConfigurableLogicBlock）輸出輸入模組IOB（InputOutputBlock）內部連線（Interconnect）

Virtex-II的架構Virtex?-IIarchitecture’scorevoltage

operatesat1.5VI/OBlocks(IOBs)ConfigurableLogicBlocks(CLBs)ClockManagement(DCMs,BUFGMUXes)BlockSelectRAM?resourceDedicatedmultipliersProgrammableinterconnect

IOBIOB分成若干個組（Bank），每個Bank介面電壓相同。

可配置邏輯塊（CLBTile）

SLICE

LUT4或6輸入

DCM時鐘資源管理器

BlockRAM以Virtex-II為例

BlockRAM

其他資源佈線資源移位寄存器分佈式RAM嵌入式IP核軟核：寄存器傳輸級（RTL）模型固核：帶有平面規劃資訊的網表硬核：經驗證的設計版圖

FPGA引腳

主要廠商Xilinx 軍品級、宇航級AlteraActelLattice

市場比較Xilinx$481MinQ206LatticeActelQuickLogicSource:CompanyReports(LSCC,ALTR,ACTL,XLNX,QUIK)RevenuebycalendarquarterXilinxRevenue$1.73Bin2005AlteraXilinx

可編程器件市場份額（2007）Source:CompanyreportsLatestinformationavailable;computedona4-quarterrollingbasisAlteraAll

OthersFPGASegmentXilinxrevenuesaregreaterthanallotherpure-playPLDcompaniescombined.Xilinx

XilinxFPGA發展歷史1985年，Xilinx當全球首款FPGA產品XC2064，2μm工藝，包含64個邏輯模組和85000個電晶體，門數量不超過1000個。2007年，65nm工藝的Virtex5產品，門數量已經達到千萬級，電晶體個數超過10億個。2009年，45nm工藝的Virtex6系列，76萬個邏輯單元，功耗降低50%。必威体育精装版面世XilinxVirtex7系列，28nm工藝，200萬個邏輯單元，功耗再降低50%。

Virtex系列工藝/核心電壓時鐘特色Virtex-2150nm1.5V420MHz40萬-800萬門Virtex-2Pro130nm1.5V420MHz2個400MHz的PowerPC3.125GbpsRocketIO?Virtex-490ns1.2V500MHz20萬個邏輯單元LX、SX、FXVirtex-565ns1V550MHz33萬個邏輯單元LX、LXT、SXT

XilinxFPGA家族200220062008201070060020002004CoolRunner-IISpartan-3E100MHz,92DMIPSNextGeneration

SpartanSpartan-3100MHz,92DMIPSVi