eda技術與fpga原理

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　1.eda技術特征
　　---eda是電子設計領域的一場革命，它源於計算機輔助設計(cad，computer aided design)、計算機輔助製造(cam，computer aided made)、計算機輔助測試(cat，computer aided test)和計算機輔助工程(cae，computer aided engineering)。利用eda工具，電子設計師從概念、算法、協議開始設計電子係統，從電路設計、性能分析直到ic版圖或pcb版圖生成的全過程均可在計算機上自動完成。
　　---eda代表了當今電子設計技術的最新發展方向，其基本特征是設計人員以計算機為工具，按照自頂向下的設計方法，對整個係統進行方案設計和功能劃分，由硬件描述語言完成係統行為級設計，利用先進的開發工具自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局布線(par，place and route)、仿真及特定目標芯片的適配編譯和編程下載，這被稱為數字邏輯電路的高層次設計方法。
　　---作為現代電子係統設計的主導技術，eda具有兩個明顯特征：即並行工程(concurrent engineering)設計和自頂向下(top-down)設計。其基本思想是從係統總體要求出發，分為行為描述(behaviour description)、寄存器傳輸級(rtl，register transfer level)描述、邏輯綜合(logic synthesis)三個層次，將設計內容逐步細化，最後完成整體設計，這是一種全新的設計思想與設計理念。
　　2.fpga原理
　　---今天，數字電子係統的設計方法及設計手段都發生了根本性變化，正由分立數字電路向可編程邏輯器件(pld，programmable logic device)及專用集成電路(asic，application specific integrated circuit)轉變。fpga與cpld(programmable logic device，複雜可編程邏輯器件)都屬於pld的範疇，它們在現代數字係統設計中正占據越來越重要的地位。
　　---fpga是由用戶編程來實現所需邏輯功能的數字集成電路，它不僅具有設計靈活、性能高、速度快等優勢，而且上市周期短、成本低廉。fpga設計與asic前端設計十分類似，在半導體領域中fpga應用日益普及，已成為集成電路中最具活力和前途的產業。同時，隨著設計技術和製造工藝的完善，器件性能、集成度、工作頻率等指標不斷提升，fpga已越來越多地成為係統級芯片設計的首選。
　　---fpga由pal(可編程陣列邏輯)、gal(通用陣列邏輯)發展而來，其基本設計思想是借助於eda開發工具，用原理圖、狀態機、布爾表達式、硬件描述語言等方法進行係統功能及算法描述，設計實現並生成編程文件，最後通過編程器或下載電纜用目標器件來實現。
　　---fpga器件采用邏輯單元陣列(lca，logic cell array)結構、sdram工藝，其中lca由三類可編程單元組成。
　　---(1)可配置邏輯塊(clb，configurable logic block)：被稱為核心陣列，是實現自定義邏輯功能的基本單元，散布於整個芯片;
　　---(2)輸入/輸出模塊(iob，input/output block)：排列於芯片四周，為內部邏輯與器件封裝引腳之間提供可編程接口;
　　---(3)可編程互連資源(pi，programmable interconnect)：包括不同長度的連線線段及連接開關，其功能是將各個可編程邏輯塊或i/o塊連接起來以構成特定電路。
　　---全球生產fpga的廠家很多，但影響力最大的是xilinx公司和altera公司，世界上第一片fpga是在20世紀80年代中期xilinx公司率先推出的。不同廠家生產的fpga在可編程邏輯塊的規模、內部互連線結構及所采用的可編程元件上存在較大差異，實際使用時應注意區分。

王棟春

高科技啊   學習了