FPGA的资源类型详细资料简介

结合Xilinx、Altera等公司的FPGA芯片，简要罗列一下FPGA内部的资源或专用模块，并简要说明这些资源的一些作用或用途。（至少列出5项，越多越好）r r t r r t1．可编程输入输出单元（IOB）r r t外部输入信号可以通过IOB模块的存储单元输入到FPGA的内部，也可以直接输入FPGA内部。当外部输入信号经过IOB模块的存储单元输入到FPGA内部时，其保持时间（HoldTIme）的要求可以降低，通常默认为0。为了便于管理和适应多种电器FPGA的IOB被划分为若干个组（bank），每个bank的接口标准由其接口电压VCCO决定，一个bank只能有一种VCCO，但不同bank的VCCO可以不同。只有相同电气标准的端口才能连接在一起，VCCO电压相同是接口标准的基本条件。 FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程的集成电路，其设计灵活性极高，适用于各种应用场景。以下是FPGA内部的关键资源及其作用： 1. **可编程输入输出单元（IOB）**： IOB是FPGA与外部电路交互的桥梁，负责输入/输出信号的驱动、匹配和电平转换。它包括存储单元，可以降低外部输入信号的保持时间要求。IOB按组（bank）划分，每个bank支持不同的I/O标准，接口电压VCCO决定了bank的电气特性。不同bank的VCCO可以不同，但连接端口需遵循相同电气标准，VCCO电压相同是基础。 2. **可配置逻辑块（CLB）**： CLB是FPGA的基本逻辑单元，由可配置开关矩阵、选择电路和触发器组成，可实现组合逻辑、时序逻辑、分布式RAM和ROM。Xilinx的CLB由Slice和附加逻辑构成，Slice包含LUT和FF，而Altera的LE由4输入LUT+FF构成，两者都是高度可配置的逻辑元素。 3. **数字时钟管理模块（DCM）**： DCM是FPGA中的关键组件，用于时钟信号的产生、同步、分频、倍频、相位调整和抖动减少，以确保系统时钟的精度和稳定性。Xilinx的DCM具有相位环路锁定技术，能提供精确的时钟综合和过滤功能。 4. **嵌入式块RAM（BRAM）**： BRAM是内建的内存资源，可配置为单端口、双端口、CAM或FIFO等。块RAM的位宽和深度可调整，但有限制。使用BRAM不会占用额外逻辑资源，速度较快。分布式RAM则是由LUT配置而成，较灵活但速度相对较慢。 5. **丰富的布线资源**：布线资源是连接FPGA内部单元的网络，分为全局、长线、短线和分布式四类。全局布线用于全局时钟和复位，长线用于Bank间高速信号，短线连接基本逻辑单元，分布式布线处理控制信号。 6. **底层内嵌功能单元**：包括DLL（延迟锁定环）和PLL（锁相环），提供时钟频率的调整和相位同步。DLL用于调整时钟延迟，PLL则能产生多个不同频率的时钟，两者对时钟系统的灵活性和性能至关重要。除此之外，FPGA还可能包含其他专用模块，如乘法器、串行收发器、PCIe接口等，这些资源共同构成了FPGA强大的可编程能力，使得FPGA能够应用于通信、图像处理、计算加速等多个领域。理解和有效利用这些资源是成功设计FPGA系统的关键。