FPGA内部资源

一 内部资源

  • 可编程输入/输出块(IOB)

FPGA 的 IOB 被划分为若干个组(bank),每个 bank 的接口标准由其接口电压 VCCO 决定,一个 bank 只能有一种 VCCO,但不同 bank 的 VCCO 可以不同。只有相同电气标准的端口才能连接在一起, VCCO 电压相同是接口标准的基本条件。

  • 可配置逻辑块(CLB)

由查找表和可编程寄存器组成,查找表完成纯组合逻辑功能,内部寄存
器可配置成触发器或锁存器。

  • 嵌入式块 RAM(BRAM)

可以配置成单端口 RAM、双端口 RAM、内容地址存储器(CAM)以及 FIFO等常用存储结构。

  • 丰富的布线资源

布线资源连通 FPGA 内部的所有单元,而连线的长度和工艺决定着信
号在连线上的驱动能力和传输速度。主要分为四类:全局布线资源、长线资源、短线资源、
分布式布线资源。

  • 底层内嵌的功能单元

主要包括 DLL、 PLL、 DSP、 CPU 等,现在越来越丰富的内嵌的功
能单元,使得 FPGA 成为了系统级的设计工具,使其具备了软硬件联合设计的能力,逐步向
SOC 平台过渡。内嵌的专用硬核是相对底层软核而言的,指 FPGA 处理能力强大的硬核,等效于 ASIC 电路。主要有乘法器、串并收发器、 PCI-E、以太网控制器等

  • 内嵌专用硬核资源

内嵌的专用硬核是相对底层软核而言的,指 FPGA 处理能力强大的
硬核,等效于 ASIC 电路。主要有乘法器、串并收发器、 PCI-E、以太网控制器等

 

FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,它允许用户通过配置逻辑门、存储器和其他数字电路来创建定制化的硬件设计。当FPGA内部资源不足以满足特定的设计需求时,可能会遇到以下几种情况: 1. **布线资源不足**:如果需要连接大量的输入输出端口,而FPGA提供的可用I/O资源有限,可能导致无法完全实现设计。 2. **逻辑块不足**:每个FPGA都有固定的逻辑资源,如查找表(LUTs)、触发器或乘法器等,如果设计过于复杂,消耗了大量逻辑单元,就可能出现资源不足。 3. **内存容量受限**:有些FPGA内置SRAM或Block RAM用于存储数据或状态信息,如果设计中需要更大的存储空间,可能超出其支持范围。 4. **专用功能区域不足**:部分FPGA可能包含预置的功能模块,比如PCIe端口、视频处理单元等,如果所有这些都被占用,剩余的空间就会减少。 5. **功率限制**:资源过多也可能导致功耗增加,某些低功耗应用可能有严格的功率预算,这时FPGA设计需谨慎平衡性能和功耗。 在这种情况下,可以尝试以下策略: - **优化设计**:简化或重构设计,消除不必要的复杂性和冗余。 - **选择更大容量的FPGA**:升级到更高级别或更大尺寸的芯片。 - **外部扩展**:利用FPGA的I/O接口,结合外设或外部RAM来扩展系统能力。 - **使用IP核**:从第三方获取可移植的知识产权(IP),补充内部资源
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