2.1.2 FPGA的相关介绍

FPGA（Field－Programmable Gate Array即现场可编程门阵列），作为实现串行通信的载体和基础，其是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展而成,是作为专用集成电路中一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[7]。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）的概念，内部包含可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分，其工作原理是利用小型查找表（16×1RAM）实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块；FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程[7]。与此同时，随着电子技术的迅猛发展，FPGA 的功能从传统的仅局限于集成电路的应用和验证，到如今集成度更高，功耗更低，让基于FPGA 的电路设计将发挥出更大的优势，使得在一片FPGA 中实现一个完备的数字处理系统成为可能，也为串行通信多重化，高效化提供契机[8]。

    可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。 源:自~优尔·论`文'网·www.youerw.com/

2.1.3 VHDL语言的相关介绍

随着电子技术的发展，集成电路的规模变得越来越大，复杂程度也越来越高。面对如此大规模和复杂程度的电路设计问题，传统的门级描述方法就显得过于零乱和难以管理。而VHDL语言则具有强大的功能，其覆盖面广，描述能力强，可用于从门级、电路级直至系统级的描述、仿真和综合。下面简要介绍了VHDL语言：

VHDL的英文全名是Very-High-Speed  Integrated Circuit Hardware Description  Language，诞生于1982年。1987年底，VHDL被美国电气和电子工程师协会（IEEE）和美国国防部确认为标准硬件描述语言。现在，VHDL作为美国电气和电子工程师协会（IEEE）的工业标准硬件描述语言，已经得到许多EDA公司的支持，在电子工程领域，已成为现实上的通用硬件描述语言[9]。VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口，除了包括许多具有硬件特有的语句外，VHDL的语言方式和叙述风格与语法也特别类似于其他的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计——或称设计实体（它可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），即设计实体的内部功能和算法完成部分，在对一个设计实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其它的设计就可以直接调用这个实体[10]。这种将设计实体区分内外部分的概念是VHDL系统设计的基本要求。

VHDL支持层次化设计，可以在VHDL的环境下，完成从简练的设计原始描述，经过层层细化求精，最终获得可直接付诸生产的电路级或版图参数描述的全过程。

VHDL有良好的可读性。它可以被计算机接受，也容易被读者理解。用VHDL书写的源文件，既是程序又是文档，既是技术人员直接交换信息的文件，又可作为合同签约者之间的文件。

VHDL有良好的可移植性。作为一种已被IEEE承认的工业标准，VHDL事实上已成为通用的硬件描述语言，可以在不同的设计环境和系统平台中使用。