FPGA CPLD工作原理

2021-07-13 07:02:01 字數 1021 閱讀 4074

fpga和cpld是可程式設計邏輯器件的典型代表。

我們可以通過軟體對其硬體結構進行重構(wait…軟體能改變硬體結構?變形金剛啊?),不用像傳統方式那樣,每次做電路、公升級電路都要重新買器件、焊電路。

fpga:field-programmable gate array

cpld:complex programmable logic device

程式語言可以是veriloghdl、vhdl

軟體常用quartus等.

下面來介紹一下「變形金剛」的原理。

如下圖是cpld內部的一種基本結構」與或門陣列」:

a0、a1是輸入訊號,f0、f1是輸出訊號。

通過設定「與陣列」和「或陣列」中交叉點的連線、斷開,可以得到f(a0,a1)的任意一種組合邏輯表示式。

故,該電路在硬體不更換的條件下,通過改變交叉點狀態,對應邏輯功能是可以再次改變的,所以稱為可程式設計邏輯器件(pld)。

fpga內部可程式設計單元結構採用查詢表結構(lut,look up table)

如下圖,左側一列是16x1bit的位儲存單元 ram。輸入訊號是abcd,輸出訊號f在圖的最右側「查詢表輸出」。通過改變abcd輸入,可以選擇對應位址的值輸出。通過修改儲存單元ram的內容,這個電路結構可實現任意的f(a,b,c,d)函式。有沒有發現,這個結構和數位電路中真值表的功能是一模一樣的。

總結:

veriloghdl是我們描述電路功能的語言,軟體quartus根據verilog語言,讓計算機自動設計出電路結構,並將這種結構配置到fpga晶元中,實現其內部結構的重構。

在現代電子系統設計中,可程式設計邏輯器件的使用,極大地降低了使用者設計大規模數位電路的難度,實現了電子設計自動化(eda,electronic design automation)。

引用 LV 的 FPGA CPLD簡介

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