可编程逻辑器件概述和FPGA的工作原理.ppt

**xilinx7系列FPGA主要包括：Spartan?-7、Artix?-7、Kintex?-7、Virtex?-7。其性能/密度/价格也随着系列的不同而提升。Spartan7系列是7系列中的屌丝青年，拥有最低的价格、最低的功耗、最小的尺寸以及最低的设计难度，一些低端应用中极为合适。Artix7系列是7系列中的普通青年，相对Spartan7系列则增加了串行收发器和DSP功能，其逻辑容量也更大，适合逻辑一些稍微复杂的中低端应用。Kintex7系列是7系列中的文艺青年，是在所有系列中拥有最佳的性价比，无论是硬核数量还是逻辑容量，都能满足中低端、以及部分高端应用需求。Virtex7系列则是7系列中的大佬，只在高端应用中使用，在中低端应用就如同高射炮打蚊子，大材小用！Xilinx的四个工艺级别Xilinx目前主要产品有四个工艺等级，通常情况下，Xilinx的产品每个工艺都会有Spartan、Artix、Kintex和Virtex四个族其中45nm工艺的产品只有Spartan6还在“苦苦支撑”，其余产品均已“下架”，随着2017年5月11日Xilinx官方宣布Spartan7进入量产阶段，Spartan6的生命已经进入了倒计时阶段。28nm工艺的7系列芯片是Xilinx目前主推的产品，本文就是对该系列的产品进行大致的介绍。Virtex、Kintex、Artix和SpartanVirtex系列的器件不仅代表着Xilinx的最高水准，往往也是整个FPGA业界最好的器件。这个系列的器件一般应用于高速联网（10G~100G）、便携雷达和ASIC原型验证等领域，这些领域的特点是对资源数量和性能要求高，但是对功耗和成本不怎么敏感。Kintex系列器件相对于Virtex系列器件在成本和功耗上做出了一定程度的让步，在成本、性能和功耗之间达成了一个相对比较好的平衡，但是成本依旧比较高。Kintex器件一般应用于3G/4G无线通信、显示和VideoIOOver等领域。Artix系列器件在尽可能不降低性能和资源数量的情况下大幅降低了器件成本，国内医疗设备和军工行业用这个系列器件用的比较多。Spartan系列器件的性能和资源数量都远不如前面三个系列，但是胜在价格便宜，所以这个系列的器件在消费电子、汽车电子和工业领域的应用相对比较广泛。值得一提的是，Spartan系列器件的性能要比友商Altera的Cyclone系列（跟Spartan对标）高出不少，比如说，Spartan6是支持DDR3的，但是在其之后很晚才面试的Cyclone10全系类都不支持DDR3。Altera有Cyclone系列,Stratix系列,Arria系列,Max系列等**FPGA应用技术精品资源线下开放课程FPGA应用技术芜湖职业技术学院FPGA应用技术讲课教师：杨会伟芜湖职业技术学院第1章FPGA概述可编程逻辑器件概述FPGA的基本工作原理FPGA芯片结构IP核简介FPGA常见技术FPGA的开发流程芜湖职业技术学院1.1可编程逻辑器件概述起源：可编程逻辑器件(ProgrammableLogicDevice,PLD)起源于20世纪70年代，是在专用集成电路(ASIC)的基础上发展起来的以后总新型逻辑器件。主要特点：完全由用户通过软件进行配置和编程，从而完成某种特定的功能，并且可以反复擦写。常见PLD产品：可编程只读存储器(PROM)、现场可编程逻辑阵列(FPLA)、可编程阵列逻辑(PAL)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、和现场可编程门阵列(FPGA)等类型。它们的内部结构和表现方法各不相同芜湖职业技术学院按照编程工艺可分为4类：熔丝和反熔丝编程器件可擦除可编程只读存储器编程器件电信号可擦除的可编程只读存储器(EEPROM）编程器件SRAM编程器件前3类为非易失性器件，掉电后，配置数据保留在器件上，第4类为易失性器件，掉电后，配置数据会丢失，在每次上电后需要重新进行数据配置。芜湖职业技术学院可编程逻辑器件的发展史(4个阶段)第一阶段：(20世纪70年代初到70年代中)只有简单的PROM、紫外线可擦除只读存储器(EPROM）和电可擦除只读存储器(EEPROM）3种。只能完成简单的数字逻辑功能。第二阶段：(20世纪70年代中到80年代中)结构上稍微复杂的可编程阵列逻辑(PAL)和通用阵列逻辑(GAL)器件，正式被称为PLD,能够完成各种逻辑运算功能。芜湖职业技术学院第三阶段：(20世纪80年代中到90年代末)Xilinx和Altera公司分别推出了与标准门阵列类似的FPGA以及类似于PAL结构的扩展