FPGA底层资源

一、FPGA主要六部分组成:可编程输入输出单元(IO)可编程逻辑单元(CLB)、完整的时钟管理、嵌入式块状RAM、布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。

二、可编程逻辑单元(Configurable Logic Block, CLB)

1.既可以实现组合逻辑,也可以实现时序逻辑。由2块SLICE组成。SLICE分为SLICEL和SLICEM两种。两者内部都包括4 个 6 输入查找表(Look-Up-Table,LUT6)、3 个数据选择器(MUX)、1 个进位链(Carry Chain)和 8 个触发器(Flip-Flop);

 SLICEL

(1)SLICEL和SLICEM的区别主要就在LUT6上。SLICEL和SLICEM的LUT6 都具有6个地址输入线(A1-A6),2个输出口(O5-O6),但是SLICEM的LUT6更复杂,还多了写地址输入线(WA1-WA8),写数据端(DI1 DI2),写使能端(WE),而SLICEL的LUT6没有。这导致SLICEL的LUT只具有存储数据的能力,只能作为ROM使用,而SLICEM的LUT还具备了数据写入的功能,可以作为DRAM或移位寄存器使用。

LUT6作为 ROM 使用,配置为 64x1(占用 1 个 LUT6,64 深度,1 宽度)、128x1(占用 2 个 LUT6)和 256*1(占用 4 个 LUT6)的 ROM。

3. SLICEL和 SLICEM的区别在于LUT6上,

4.xilinx7 的时钟

### FPGA底层逻辑资源介绍 FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种高度灵活的可编程逻辑器件,其核心在于通过底层逻辑资源实现复杂的数字电路设计。以下是对其底层逻辑资源的具体介绍: #### 可编程逻辑单元(CLB) 可编程逻辑单元(Configurable Logic Block, CLB)是FPGA的核心组成部分之一。每一个CLB通常由多个查找表(Look-Up Table, LUT)、寄存器(Flip-Flop, FF 或者Latch)以及多路选择器构成[^1]。这些组件可以被配置成各种组合逻辑或者时序逻辑电路。 - **查找表 (LUT)** 查找表用于实现任意布尔函数。现代FPGAs中的LUT一般支持6输入变量,这意味着它可以表示任何具有六个输入信号的组合逻辑功能[^3]。 - **触发器/锁存器** 寄存器提供数据存储能力,能够保存一位二进制数值直到下一个时钟周期到来为止;而锁存器则依据电平变化来保持状态不变。两者共同构成了同步电路的基础元件[^2]。 #### 嵌入式块状RAM 除了基本的逻辑运算外,许多应用还需要大量的临时数据缓冲区或永久性记忆体空间。为此,在大多数高端型号里都集成了专门的大容量静态随机访问内存——Block RAMs。它们既可以当作简单的双端口SRAM使用,也可以级联起来形成更大规模的一维数组甚至二维矩阵形式的数据结构[^4]。 #### 数字信号处理器(DSP Slice) 对于涉及大量乘法累加操作的应用场景来说,单纯依靠通用目的ALUs效率低下且占用面积过多。于是乎厂商们便引入了特定用途加速模块-Digital Signal Processing Slices(简称DSP slices),比如Xilinxs 的 DSP48E1 。这类宏单元内部预先定义好了若干固定算法流程图样式的互连线路布局方案 ,使得开发者只需指定系数参数即可快速搭建起高性能滤波器组网拓扑或者其他类型的数学模型实例化过程变得异常简便高效。 #### 输入输出单元(IOBs) 为了满足不同接口标准的要求并适应外部环境条件的变化情况,几乎所有的商用产品都会配备一定数量范围内的Programmable Input Output Blocks(PGIOBs), 它允许用户自定义电气特性诸如驱动强度大小调整选项、上下拉电阻启用开关设置等功能属性值等等. #### 全局时钟网络(Global Clock Buffers) 由于整个芯片工作频率往往很高而且分布广泛所以特别设置了专用传输路径用来分配统一参考脉冲源给各个局部区域节点位置处以便协调动作步调一致减少偏差现象发生几率提升总体表现水平达到最佳效果. ```python def fpga_resources(): clb = {"LUT": "Lookup Tables", "FF/Latch": "Flip Flops or Latches"} ram = ["Block RAM"] dsp = ["DSP48E1"] io = ["IOBs"] clock = ["Global Clock Buffers"] return {**clb, **{"Memory": ram}, **{"Digital Signal Processor": dsp}, **{"Input Output Unit": io}, **{"Clock Management": clock}} print(fpga_resources()) ```
评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值