(2)输入/输出模块IOB 来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

IOB提供了器件引脚和内部逻辑阵列之间的连接,主要由输入发生器、输入缓冲器和输出触发/锁存器、输出缓冲器组成。IOB可被定义为输入/输出,双向I/O功能。当定义成输入时,通过该引脚的信号先送进输入缓冲器,缓冲器分两路,一路直接送到MUX,一路经延时送到输入通路D触发器,再送到数据选择器,根据不同的控制信息确定送至CLB阵列是来自输入缓冲还是触发器。[9]

(3)可编程互联资源IR 

IR可以将CLB和CLB之间、CLB和IOB之间连接起来,IR主要由许多金属连线段构成,这些金属线段带有可编程开关,通过自动布线实现各种电路之间的的连接。片内连线按长度分为:单长度线(a),双长度线(b)和长线(c)三种,如下图2。2所示。

图 2。2 IR片内连线图

2。1。3 FPGA的应用领域 

(1)FPGA在数据采集领域的应用

由于自然界的信号大部分是模拟信号,因此一般的信号处理系统中都要包括数据的采集功能。通常的实现方法是利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后,送给处理器,比如利用单片机(MCU)或者数字信号处理器(DSP)进行运算和处理。

对于低速的A/D和D/A转换器,可以采用标准的SPI接口来与MCU或者DSP通信。但是,高速的A/D和D/A转换芯片,比如视频Decoder或者Encoder,不能与通用的MCU或者DSP直接接口。在这种场合下,FPGA可以完成数据采集的粘合逻辑功能。

(2)FPGA在逻辑接口领域的应用

在实际的产品设计中,很多情况下需要与PC机进行数据通信。比如,将采集到的数据送给PC机处理,或者将处理后的结果传给PC机进行显示等。PC机与外部系统通信的接口比较丰富,如ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。

传统的设计中往往需要专用的接口芯片,比如PCI接口芯片。如果需要的接口比较多,就需要较多的外围芯片,体积、功耗都比较大。采用FPGA的方案后,接口逻辑都可以在FPGA内部来实现了,大大简化了外围电路的设计。

在现代电子产品设计中,存储器得到了广泛的应用,例如SDRAM、SRAM、Flash等。这些存储器都有各自的特点和用途,合理地选择储存器类型可以实现产品的最佳性价比。由于FPGA的功能可以完全自己设计,因此可以实现各种存储接口的控制器。

(3)FPGA在电平接口领域的应用论文网

除了TTL、COMS接口电平之外,LVDS、HSTL、GTL/GTL+、SSTL等新的电平标准逐渐被很多电子产品采用。比如,液晶屏驱动接口一般都是LVDS接口,数字I/O一般是LVTTL电平,DDR SDRAM电平一般是HSTL的。

在这样的混合电平环境里面,如果用传统的电平转换器件实现接口会导致电路复杂性提高。利用FPGA支持多电平共存的特性,可以大大简化设计方案,降低设计风险。

(4)其他应用领域

除了上面一些应用领域外,FPGA在其他领域同样具有广泛的应用。

① 汽车电子领域,如网关控制器/车用PC机、远程信息处理系统。

② 军事领域,如安全通信、雷达和声纳、电子战。

③ 测试和测量领域,如通信测试和监测、半导体自动测试设备、通用仪表。

④ 消费产品领域,如显示器|、投影仪、数字电视和机顶盒、家庭网络。 

⑤ 医疗领域,如软件无线电、电疗|、生命科学。

2。1。4 FPGA的设计流程 

FPGA是可编程芯片,因此FPGA的设计方法包括硬件设计和软件设计两部分。硬件包括FPGA芯片电路、存储器、输入输出接口电路以及其他设备,软件即是相应的VHDL程序和Verilog HDL程序,直到可以直接操作基本逻辑单元或IP核为止,一般情况下设计流程有如下步骤: 

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