FPGA芯片的基本工作原理

如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。
 
由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构，查找表可以很好 地满足这一要求。目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结 构。SRAM工艺的FPGA芯片不具备非易失特性，因此断电后将丢失内部逻辑配置。在每次上电后，都需要从外部非易失存储器（PROM、Flash存储器 等）中导入配置比特流。

FPGA芯片的基本工作原理

根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算等等，最多只可能存在2n种结果。所以如果事先将相应的结果存 放于一个存储单元，就相当于实现了与非门电路的功能。FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻 辑功能。
 
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。目前Xilinx的最新产品Virtex 5 FPGA芯片采用6输入的LUT，而其余所有芯片都使用4输入的LUT。对于一个6/4 LUT可以看成一个有6/4位地址线的64/ 的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先 写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。

综上所述，本文已为讲解FPGA芯片的基本工作原理，相信大家对FPGA芯片的基本工作原理的认识越来越深入，希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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