FPGA硬件专题(六)

LUT、分布式RAM和SR

   基于SRAM的设备中LUT的核心由许多SRAM单元组成,除了作为查找表的主要功能外,一些供应商还允许构成LUT的单元用作一小块RAM。   

   再深入可编程的Logic cell。可编程逻辑块将包含其他元素,如多路复用器和寄存器。例如赛灵思的逻辑单元:

逻辑单元

   首先,不同的FPGA供应商,对于逻辑单元有着不同的称呼。需要在查阅其规格书时分辨。例如,Xilinx的FPGA中的核心构建块称为逻辑单元 logic cell (LC)。

内嵌RAM

   许多应用程序需要使用内存,因此fpga现在包括了相对较大的嵌入式RAM块,称为e-RAM或块RAM。 根据组件的架构,这些块可能被放置在设备的外围,分散在相对隔离的芯片表面,或被组织成柱状。

   根据器件的不同,这样的RAM可以容纳几千到几万位比特。此外,一个器件可能包含数十到数百个这样的RAM块,因此提供了从几十万位到几百万位的总存储容量。每个RAM块可以单独使用,或者多个块可以组合在一起实现更大的块。这些块可以用于各种目的,例如实现标准的单端口或双端口ram、先进先出(FIFO)函数、状态机等等。

嵌入式乘法器、加法器等

   一些函数,如乘数,如果它们是通过连接大量可编程逻辑块来实现的,那么其运行速度会受限制。由于许多应用需要这些功能,许多fpga集成了特殊的硬接线乘法器块。乘法器块通常会分布在RAM旁,以便于快速地读写数据。同样的,加法器也是如此。现在的FPGA都会集成这些功能块,以便于功能运行速度更加地快捷。

嵌入式处理器核心

   大家需要知道这样的一个事实,在电子嵌入式的领域中,软硬不分家。通常的,一些FPGA能实现的功能,也能有微处理器、微控制器完成。两者之间的区别就是,运行速度的快慢。

1、对于运行时间严格的,ps或者ns级别的逻辑实现,必须由FPGA实现。

2、微妙级别的功能运行速度要求的功能,两者一般都可以实现。

3、毫秒级别的功能,例如读取开关信号,点亮一个灯。这些功能一般都需要计数定时器去实现硬件级别的降速,因此,将这些任务作为微处理器代码来实现通常更好。

   通常来说,微控制器与FPGA是分立出现在一个功能上的。但是现在的高端FPGA,为了增强功能,都会集成进一个微控制器或微处理器。这提供了许多优点,至少可以节省使用两个设备的成本;它消除了电路板上的大量信号传输线路、过孔和引脚;而且它使板子更小更轻。

   那么下一篇就继续介绍嵌入式微核中的硬微核和软微核的区别。

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