用MAX 10入门FPGA(1)--FPGA简介

作者: liunian__92
上传时间为: 2015-01-20 09:15 AM
2015-01-20
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PLD(Programmable Logical Device)

         可编程逻辑器件,主要实现数字逻辑器件的集成电路,通过编程可以改变功能。

CPLD(Complex Programmable Logical Device)

         复杂可编程逻辑器件,一般把超过某一集成程度的PLD器件成为CPLD。

FPGA(Field Programmable Gate Array)

         现场可编程门阵列,FPGA的开发相对于单片机有很大不同,简单来说MCU是以串行处理的,一般用C语言开发的。FPGA以并行运算为主,以硬件描述语言来实现。

系统设计师更愿意设计自己的专用的集成电路芯片(ASIC),希望ASIC的设计迅速,因此CPLD和FPGA应运而生。

FPGA最大的优势特点就是能够缩短开发所需时间。

换句话说,通过使用FPGA,设计人员可以有效地利用每一分钟进行开发。例如,在开发过程中使用FPGA与否,可以导致开发时间上1/2 ~ 1/3的差别。这使得FPGA成为实现“少量多品种”以及“产品周期短”市场不可缺少的器件之一。此外,我们将列举出FPGA其他的优势特点。

FPGA的结构和资源:

LE(Logic Element):最小的结构单元,FPGA中用LUT(查找表)替代了CPLD中的乘积项阵列。

可编程布线:布线通道使器件资源能够与芯片任何地方的所有的其他资源进行通信。

可编程的I/O:这个就不多说了。
嵌入式RAM:这个也不多说了。

乘法器:高性能的逻辑模块,一般可完成陈方法、加法和累加的操作。

时钟:FPGA是基于同步寄存器的逻辑的。时钟控制相当重要,所有的FPGA都有专用的时钟输入引脚。

PLL:平常所说的倍频,能够产生不同时钟域的结构。

CPLD和FPGA的比较:

        1.触发器和集成程度CPLD都比FPGA要少

         2.功耗:CPLD一般大于FPGA

         3.结构:CPLD多为乘积项,FPGA多为查找表(LUT)。FPGA比CPLD编程更灵活

         4.成本价格:一般CPLD成本和价格都低于FPGA

                                  

Xilinx和Altera两家公司是FPGA的主力。其中亚太地区一般用的都是Altera的产品,欧美一般用的是Xilinx公司的产品。Xilinx公司可以说是FPGA的发明者,FPGA最早是有Xilinx于1985年推出的。

Altera公司下面FPGA产品有好几个系列:

MAX系列:MAX系列以前主要是CPLD,但是最近Altera推出的MAX10 是功能还算强大的FPGA。主要是成本低,性价比高。

Cyclone系列:开发Cyclone® FPGA系列是为了满足您对低功耗、低成本设计的需求,帮助您更迅速地将产品推向市场。每一代Cyclone FPGA都解决了您面临的技术挑战——提高集成度和性能,降低功耗,产品及时面市,同时满足您的低成本要求。

Arria系列:Arria® 系列设计用于对成本和功耗敏感的收发器以及嵌入式应用。Arria FPGA系列提供丰富的存储器、逻辑和数字信号处理(DSP)模块资源,结合28.05 Gbps收发器优异的信号完整性,帮助您集成更多的功能,提高系统带宽。而且,Arria V器件系列的SoC FPGA还具有基于ARM的硬核处理器系统(HPS),进一步提高了集成度,降低了功耗。

Statix系列:Stratix® FPGA和SoC系列帮助您以更低的风险和更高的效能尽快推出最先进的高性能产品。请通过我们的在线产品选择助手来对比Stratix系列器件。

每个系列都有不同的侧重点和特产,用户可以有更多的选择。

Altera 公司的FPGA使用的是Quartus II 开发的,目前官方最新的是14.1。目前只有14.1 是支持MAX10的。

这里先简单的介绍下FPGA和Altera的产品,以上内容大部分从官网参考来的,如果想知道更详细的请访问altera的官网。下面一篇文章会介绍下MAX10这个altera的新产品。

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