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前言

@和原子哥一起学习FPGA

开发环境：正点原子 ATK-DFPGL22G 开发板

参考书籍：
《ATK-DFPGL22G之FPGA开发指南_V1.1.pdf》

个人学习笔记，欢迎讨论

一、FPGA是什么？

ASIC（Application Specific Integrated Circuit）:为某种专门用途而设计的集成电路称为专用集成电路.
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可编程逻辑器件 PLD :作为一种通用器件生产，但它的逻辑功能是由用户通过对器件进行编程来设定
的。而且有些 PLD 的集成度很高，足以满足设计一般数字系统的需要。

PLD 大体上可以分为 SPLD（simple PLD，简单 PLD）、CPLD（complex PLD，复杂 PLD）
和 FPGA（field-programmable gate array，现场可编程门阵列）。

FPGA（Field Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是一种半定制的数字集成电路。

二、FPGA内部结构

FPGA 由许多“可配置逻辑模块”（Configurable Logic Block，CLB）、输入/输出单元（I/O Block，IOB）和分布式的可编程互联矩阵（Programmable Interconnection Matrix，PIM）组成。

在 FPGA 中，CLB 被布置成阵列的形式。可编程的布线资源分布在 CLB 与 CLB 之间，像大城市的街道一样纵横联接。这些布线资源分为行互联和列互联，可以跨过整个器件，也可以是局部 CLB 之间的互联。

简化的 FPGA 基本结构由 6 部分组成，分别为可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块 RAM、
丰富的布线资源、底层嵌入功能单元和内嵌专用硬核等

1) 可编程输入/输出单元

输入/输出（Input/Ouput）单元简称 I/O 单元，它们是芯片与外界电路的接口部分，完成不同电气特性下对输入/输出信号的驱动与匹配需求。

2) 基本可编程逻辑单元

基本可编程逻辑单元是可编程逻辑的主体，可以根据设计灵活地改变其内部连接与配置，完成不同的逻辑功能。

FPGA 一般是基于 SRAM 工艺的，其基本可编程逻辑单元几乎都是由查找表（LUT，Look Up Table）
和寄存器（Register）组成。

3) 嵌入式块 RAM

目前大多数 FPGA 都有内嵌的块 RAM（Block RAM），FPGA 内部嵌入可编程 RAM 模块，大大地拓
展了 FPGA 的应用范围和使用灵活性。

4) 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。

5) 底层嵌入功能单元

底层嵌入功能单元的概念比较笼统，这里我们指的是那些通用程度较高的嵌入式功能模块，比如 PLL
（Phase Locked Loop）、DLL（Delay Locked Loop）、DSP、CPU 等。

Logos 系列芯片

紫光同创的 FPGA 产品线分为 Titan 系列和 Logos 系列，其中 Titan 系列是中国第一款国产自主产权千
万门级高性能 FPGA 产品。