現場可程式邏輯閘陣列

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現場可程式邏輯閘陣列

現場可程式邏輯閘陣列

刊登日期 : 2012-01-18


現場可程式邏輯閘陣列(FPGA, Field Programmable Gate Array),是一個含有可編輯元件的半導體設備,可供使用者現場程式化的邏輯閘陣列元件。

 

目前以硬體描述語言(Verilog 或 VHDL)所完成的電路設計,可以經過簡單的綜合與佈局,快速的燒錄至 FPGA 上進行測試,是現代 IC 設計驗證的技術主流。這些可編輯元件可以被用來實現一些基本的邏輯閘電路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更複雜一些的組合功能比如解碼器或數學方程式。在大多數的FPGA裡面,這些可編輯的元件里也包含記憶元件例如觸發器(Flip-flop)或者其他更加完整的記憶塊。

 

系統設計師可以根據需要通過可編輯的連接把FPGA內部的邏輯塊連接起來,就好像一個電路試驗板被放在了一個晶片里。一個出廠後的成品FPGA的邏輯塊和連接可以按照設計者而改變,所以FPGA可以完成所需要的邏輯功能。

 

FPGA一般來說比ASIC(專用集成晶片)的速度要慢,無法完成複雜的設計,而且消耗更多的電能。但是他們也有很多的優點比如可以快速成品,可以被修改來改正程序中的錯誤和更便宜的造價。廠商也可能會提供便宜的但是編輯能力差的FPGA。因為這些晶片有比較差的可編輯能力,所以這些設計的開發是在普通的FPGA上完成的,然後將設計轉移到一個類似於ASIC的晶片上。在一些技術更新比較快的行業,FPGA幾乎是電子系統中的必要部件,因為在大批量供貨前,必須迅速搶佔市場,這時FPGA方便靈活的優勢就顯得很重要。

 

基本組成

• SRAM - 基於靜態記憶體static memory技術。系統內可程式化和再程式化(re- programmable)。須要外部啟動元件(external boot devices). CMOS。

• Antifuse - 可燒錄一次。通常為 CMOS。

• PROM(OTP EPROM) - 可程式化唯讀記憶體技術,可燒錄一次。使用塑料封裝,無窗,不能清除內容。

• EPROM - 可清除可程式化唯讀記憶體技術,有窗,經紫外線照射可清除內容。

• EEPROM - 可電氣清除可程式化唯讀記憶體技術,可用電氣訊號清除內容。

• Flash - Flash-erase EEPROM technology.

• Fuse - 可燒錄一次。通常為 Bipolar。

 

全文摘錄自︰維基百科自由的百科全書http://zh.wikipedia.org/wiki/FPGA

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