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fpga现场编译有什么用

发布时间: 2022-05-16 01:27:12

A. FPGA为什么能实现可编程 急在线等

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输出输入模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。CLB包含一个可配置开关矩阵,此矩阵有选型电路(多路复用器),触发器和4活6个输入组成。在Xilinx公司的FPGA器件中,CLB由多个(一般为4个或2个)相同的slice和附加逻辑构成。每个CLB模块不仅可以用于实现组合逻辑和时序逻辑,还可以配置为分布式RAM和分布式ROM. 通过(vhdl verilog)程序的编译综合下载到fpga板子上,实现你需要的clb ibo interconnect 的配置。这就是fpga可编程的解释

B. 在FPGA开发过程中,编程与配置这两个操作有什么区别

它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的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。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(LogicCellArray)这样一个新概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(ConfigurableLogicBlock)、输出输入模块IOB(InputOutputBlock)和内部连线(Interconnect)三个部分。FPGA的基本特点主要有:1)采用FPGA设计ASIC电路,用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。2)FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。3)FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。4)FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。5)FPGA采用高速CHMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。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。目前FPGA的品种很多,有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。FPGA有多种配置模式:并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式;主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA;串行模式可以采用串行PROM编程FPGA;外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设,由微处理器对其编程。以各种类型的FPGA芯片加上实验开发需要的外围通用电路,结合实验程序,就形成FPGA开发板,可以高效快速学习FPGA开发。ASIC()是专用集成电路。目前,在集成电路界ASIC被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求,ASIC在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。ASIC分为全定制和半定制。全定制设计需要设计者完成所有电路的设计,因此需要大量人力物力,灵活性好但开发效率低下。如果设计较为理想,全定制能够比半定制的ASIC芯片运行速度更快。半定制使用库里的标准逻辑单元(StandardCell),设计时可以从标准逻辑单元库中选择SSI(门电路)、MSI(如加法器、比较器等)、数据通路(如ALU、存储器、总线等)、存储器甚至系统级模块(如乘法器、微控制器等)和IP核,这些逻辑单元已经布局完毕,而且设计得较为可靠,设计者可以较方便地完成系统设计。现代ASIC常包含整个32-bit处理器,类似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存储单元和其他模块.这样的ASIC常被称为SoC(片上系统)。FPGA是ASIC的近亲,一般通过原理图、VHDL对数字系统建模,运用EDA软件仿真、综合,生成基于一些标准库的网络表,配置到芯片即可使用。它与ASIC的区别是用户不需要介入芯片的布局布线和工艺问题,而且可以随时改变其逻辑功能,使用灵活。FPGA(现场可编程门阵列)是专用集成电路(ASIC)中集成度最高的一种,用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置,以实现用户的逻辑,因而也被用于对CPU的模拟。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中,通过上电加载到FPGA中,对其进行初始化。也可在线对其编程,实现系统在线重构,这一特性可以构建一个根据计算任务不同而实时定制的CPU,这是当今研究的热门领域。

C. 什么是FPGA技术

CPLD/FPGA技术及电子设计自动化(EDA)

电子设计自动化(EDA)的实现是与CPLD/FPGA技术的迅速发展息息相关的。CPLD/FPGA是80年代中后期出现的,其特点是具有用户可编程的特性。利用PLD/FPGA,电子系统设计工程师可以在实验室中设计出专用IC,实现系统的集成,从而大大缩短了产品开发、上市的时间,降低了开发成本。此外,CPLD/FPGA还具有静态可重复编程或在线动态重构特性,使硬件的功能可象软件一样通过编程来修改,不仅使设计修改和产品升级变得十分方便,而且极大地提高了电子系统的灵活性和通用能力。
电路设计工程师设计一个电路首先要确定线路,然后进行软件模拟及优化,以确认所设计电路的功能及性能。然而随着电路规模的不断增大,工作频率的不断提高,将会给电路引入许多分布参数的影响,而这些影响用软件模拟的方法较难反映出来,所以有必要做硬件仿真。FPGA/CPLD就可以实现硬件仿真以做成模型机。将软件模拟后的线路经一定处理后下载到FPGA/CPLD,就可容易地得到一个模型机,从该模型机,设计者就能直观地测试其逻辑功能及性能指标。
由西安达泰公司设计的智能电子自动化实验系统Smart EDA Lab V4.0,充分利用PLD 技术,使电子设计实现自动化,使用方便、快捷,适合于电子工程师开发设计新产品,大、中、专院校师生进行电子电路实验,ASIC设计验证,FPGA/CPLD教学等。
Smart EDA Lab V4.0 的硬件资源:8个逻辑指示发光条,4个按键开关,6个七段数码管,555电路产生约1KHz的方波信号可作为时钟输入,晶振电路产生8MHz方波信号可作为高频时钟,PLCC84 PLCC68 PLCC44 CPLD/FPGA仿真PGA插座,DIP40单片机实验插座,各种规格的模拟集成电路插座,PC机并口(LPT1)、串口(COM1)、ESIA总线插座接口,CPLD/FPGA编程插座,300平方毫米模拟电路及自由实验区。
Smart EDA Lab V4.0 的主要特点:①继承了V3.0的所有特点;②可以进行所有数字电路实验、数模混和仿真、单片机实验、计算机接口实验、ESIA总线板卡实验;③系统板上提供高、低频的信号源和按键开关;④利用配套并口逻辑分析仪软件可以同时观察5路逻辑信号;⑤可以完成ALTERA、XINLINX、LATTICE等各家公司CPLD/FPGA芯片的在线编程。
美国Altera公司生产的CPLD(复杂可编程逻辑器件)以其操作灵活、使用方便、开发迅速、投资风险低等特点,成为硬件电路优化设计的首选产品。Altera 的 MAX+PLUSII可编程逻辑开发软件,提供了一种与工作平台、器件结构无关的设计环境,用户无需十分精通CPLD内部的复杂结构(视为黑匣子),只要从集成软件包的元件库中调入原理图(元件库包含几乎所有74系列的集成电路,近300个预制宏逻辑元件),它使Altera通用PLD系列设计者能方便地进行设计输入-文本、图形和波形等设计输入方法任意组合,建立起有层次的单器件或多器件设计,并支持多种标准 CAD 设计输入,也可用硬件语言AHDL/VHDL来描述复杂的设计;快速设计处理--MAX+PLUSII编译、设计规则检查、逻辑综合与试配多器件划分,自动错误定位;校验与编程--有定时仿真、功能仿真、多器件仿真、定时分析和器件编程(有万用编程器或在线编程二种方式),还支持标准CAE设计校验;从以上 Altera 集成软件包(含有300多个74LS集成电路供调用)对芯片的编程、编译、仿真操作的强大功能看,相信您一定会采用Altera公司的 CPLD 可编程逻辑器件应用到你的设计中去,使自己尽快成为一名数字集成电路设计专家。
Altera第二代产品以多阵列矩阵(MAX)结构为基础,高性能CMOS EEPROM 可电擦除 。 MAX 7000系列器件,逻辑密度600-5000个可用门 ,36-164个用户I/O引脚,组合传播延时快至7.5ns,16位计数器的频率为125MHz,可编程节能方式,每个宏单元的功率减少可达50%,有44到208个引脚;高集成度具有丰富寄存器的现场在线可编程的逻辑器件系列FLEX 8000(灵活逻辑单元矩阵),第三代更先进的EPLD MAX 9000(可擦除可编程逻辑器件)系列器件,更高密度达13万门的 EPF10K130V PLD。
以EPM7128芯片(84 Pin)为例:其内部有2500个门可用,128个宏单元,允许对外有68个输入、输出引脚。凡Altera公司生产的CPLD可编程逻辑器件名称后带 S 的芯片,均支持在线现场可编程操作,只要用一根专用电缆接到芯片的特定引脚上,无需拆下芯片,不需要编程器及芯片适配器,通过上位机打印口就可对芯片编程。这对教学、科研样机研制、产品维修、产品升级带来极大的方便。美国Altera公司的MAX 7000系列器件性能稳定可靠、价格较低,对初次接触可编程逻辑器件的用户来说,只要您会画电路图就可以,这比学GAL芯片还简单易学,一学就会,马上就可产生经济效益(节省器件、减小产品印制板面积、产品开发周期短、便于产品保密),目前应用最多的是与通讯有关的领域、其余有大型显示屏、游戏机大板改成小板、激光打印机、程控交换机替代门电路及原有逻辑器件较多的电子设备浓缩,工业控制板卡开发,ASIC前期仿真等。

D. FPGA和MCU到底是干啥用的

不知你有没有用过74系列的数字逻辑芯片,据说可以用74系列的芯片通过连线完成一CPU,CPU是由门电路构成的硬件设备,但是现在你不用在连线了,使用一片FPGA芯片,里面包含了很多门电路,并且连线是可以自由配置的,配置的方法就是使用verilog编程语言,或者其他硬件编程语言,注意,他写出来的是门电路。
在说CPU,通过上面的分析FPGA通过verilog的编程可以编程一片CPU(51单片机),这么说你可能有点不懂,自己领悟,自己想一想会豁然开朗;此时我们使用C语言在对CPU进行编程(基于指令集的),两者虽然都是编程,但是思路完全不一样。
但是上面两种方法,都可以完成同样的任务,这两者对不同的任务各有倾向,各有优势。。。

E. fpga 编译完成后就可以烧录,为什么还需要综合

你是外行,老铁!
FPGA流程:代码编写----FPGA代码综合(做语法检查,将代码转换成门级电路网表)-----映射(或者叫适配,将通用门电路映射到相关器件的逻辑资源,例如查找表,RAM)-----布局布线(将FPGA映射结果,在FPGA内部摆出来)----生成配置文件(FPGA内部配置sram的初始值,配置查找表和其他逻辑资源,至于你不理解什么叫配置sram值,请深入理解FPGA的构造,尤其是LUT的结构)。

F. FPGA到底是做什么用的啊

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的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。FPGA的用途如下:

  1. 电路设计:连接逻辑,控制逻辑是FPGA早期发挥作用比较大的领域也是FPGA应用的基石,这也是FPGA的一个重要作用。

  2. 产品设计:把相对成熟的技术应用到某些特定领域如通讯,视频,信息处理等等开发出满足行业需要并能被行业客户接受的产品这方面主要是FPGA技术和专业技术的结合问题,另外还有就是与专业客户的界面问题产品设计还包括专业工具类产品及民用产品,前者重点在性能,后者对价格敏感产品设计以实现产品功能为主要目的,FPGA技术是一个实现手段在这个领域,FPGA因为具备接口,控制,功能IP,内嵌CPU等特点有条件实现一个构造简单,固化程度高,功能全面的系统产品设计将是FPGA技术应用最广大的市场。

  3. 系统级的应用:系统级应用是FPGA与传统的计算机技术结合,实现一种FPGA版的计算机系统如用XilinxV-4,V-5系列的FPGA,实现内嵌POWERPCCPU,然后再配合各种外围功能,实现一个基本环境,在这个平台上跑LINUX等系统,这个系统也就支持各种标准外设和功能接口(如图象接口)了这对于快速构成FPGA大型系统来讲是很有帮助的。

G. FPGA有什么作用

FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。

H. FPGA从事的工作是什么啊

FPGA从事的工作主要分为硬件部分和软件部分:硬件工程师主要根据FPGA的数据手册分析其内部构架,工作环境及相关驱动条件来构造硬件平台,需具备良好的英语水平,深厚的模电数电功底,电路与系统、信号完整性及EMC相关知识,和精通一款制图软件;

FPGA软件工程师主要负责一些相关的算法,并以软件代码加以实现,你做什么行业的产品就要掌握什么行业的一系列专业课程,和一种编程语言(V/VHDL)-硬件描述语言。

FPGA(Field-Programmable Gate Array)是现场可编程门阵列的简称,简单来说是一种逻辑数字电路设计的方法。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的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。

拓展资料:

FPGA

基础问题

FPGA的基础就是数字电路和VHDL语言,想学好FPGA的人,建议床头都有一本数字电路的书,不管是哪个版本的,这个是基础,多了解也有助于形成硬件设计的思想。在语言方面,建议初学者学习Verilog语言,VHDL语言语法规范严格,调试起来很慢,Verilog语言容易上手,而且,一般大型企业都是用Verilog语言,VHDL语言规范,易读性强,所以一般军工都用VHDL。

工具问题

熟悉几个常用的就可以的,开发环境Quartus II ,或ISE 就可以了,这两个基本是相通的,会了哪一个,另外的那个也就很Easy了。功能仿真建议使用Modelsim ,如果你是做芯片的,就可以学学别的仿真工具,做FPGA的,Modelsim就足够了。综合工具一般用Synplify,初学先不用太关心这个,用Quartus综合就OK了。

思想问题

对于初学者,特别是从软件转过来的,设计的程序既费资源又速度慢,而且很有可能综合不了,这就要求我们熟悉一些固定模块的写法,可综合的模块很多书上都有,语言介绍上都有,不要想当然的用软件的思想去写硬件。在学习FPGA开发过程,首先要对电路设计熟悉,明白电路的工作过程:电路是并行执行。

习惯问题

FPGA学习要多练习,多仿真,signaltapII是很好的工具,可以看到每个信号的真实值,建议初学者一定要自己多动手,光看书是没用的。关于英文文档问题,如果要学会Quartus II的所有功能,只要看它的handbook就可以了,很详细,对于IT行业的人,大部分知识来源都是英文文档,一定要耐心看,会从中收获很多的。

算法问题

做FPGA的工程师,最后一般都是专攻算法了,这些基础知识都是顺手捏来的,如果你没有做好搞理论的准备,学FPGA始终只能停留在初级阶段上。对于初学者,数字信号处理是基础,应该好好理解,往更深的方向,不用什么都学,根据你以后从事的方向,比如说通信、图像处理,雷达、声纳、导航定位等。

I. FPGA关于编译方面的问题

由于算法是随机的,因此一般来说,是不确定的。
当然,如果你使用了反标注,或者分区设计之类的用法,只要你的程序不发生改变,那么它可以保留你上次编译的结果不变,即使再编译也不会发生改变。
我指的程序不变,是不要进行任何修改,你说的语句顺序调换了,那么也被认为是程序发生改变,自然编译结果也可能不同。

J. FPGA是干什么用的

FPGA作为专用集成电路(ASIC)领域中的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。

FPGA设计不是简单的芯片研究,主要是利用 FPGA 的模式进行其他行业产品的设计。 与 ASIC 不同,FPGA在通信行业的应用比较广泛。

通过对全球FPGA产品市场以及相关供应商的分析,结合当前我国的实际情况以及国内领先的FPGA产品可以发现相关技术在未来的发展方向,对我国科技水平的全面提高具有非常重要的推动作用。



(10)fpga现场编译有什么用扩展阅读:

工作原理

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA(Logic Cell Array)这样一个概念,内部包括可配置逻辑模块CLB(Configurable Logic Block)、输入输出模块IOB(Input Output Block)和内部连线(Interconnect)三个部分。

现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件,与传统逻辑电路和门阵列(如PAL,GAL及CPLD器件)相比,FPGA具有不同的结构。

FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑,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。



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