FPGA的基本构成单元

最新推荐文章于 2025-05-30 07:55:22 发布

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文章标签： fpga开发 matlab

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本文详细介绍了FPGA的基本构成单元，包括LUT（Look Up Table）用于实现任意逻辑函数，寄存器用于数据采样和保存，以及多路复用器（MUX）用于选择输入信号。通过这些单元的组合，FPGA能灵活地构建数字电路。

FPGA的基本构成单元

FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程的逻辑芯片，具有高度灵活性和可重构性。其内部结构由大量的基本构成单元组成，这些单元被称为可编程逻辑单元（PLU）或逻辑单元（LE）。在FPGA中，这些PLU相当于数字电路的基本单元，它们能够实现各种逻辑功能，并且可以自由地连接在一起来实现更复杂的功能。本文将基于该内容，对FPGA的基本构成单元进行详细介绍。

一、LUT（Look Up Table）

LUT是FPGA中最基本的单元之一，可用于任意逻辑函数的实现。它可以看作是一个存储了一个函数列表的存储器，输入数据是地址，输出数据是函数列表中与其对应的函数值。每个LUT通常具有4个、6个或8个输入端，根据不同的输入搭配方式，可以实现不同数量的逻辑函数。

下面的代码展示了如何使用Verilog HDL定义一个4输入LUT。其输出值取决于输入参数A、B、C和D的布尔运算结果。

module LUT4(output O, input A, input B, input C, input D);
wire [15:0] lookup_table;
assign O = lookup_table[{A,B,C,D}];
endmodule

二、寄存器

寄存器是FPGA中的另一个重要单元，用于在时钟边沿或电平触发时对输入数据进行采样和保存。在FPGA中，寄存器通常使用D触发器或JK触发器来实现。

下面的代码展示了如何使用Verilog HDL定义一个带有时钟控制和异步复位的D触发器。

module DFF(reset, clock, i

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