探秘早期的FPGA内部构造

早期的FPGA结构介绍：

FPGA（field-programmable gate array），即现场可编程门阵列。它与其他集成电路的不同之处在于它的可编程特性。

下面对早期FPGA构造的介绍来自于：探秘FPGA内部结构，全英文，写的非常好，值得一看。

如下图，从FPGA的封装上看，他就是一个硅片，在硅片上集成了各种可编程逻辑块构成的阵列，放大来看，可编程逻辑块是通过可编程互联设备相互连接的，这就像小岛（可编程逻辑块）一样，通过海水（可编程互联设备）相连接。

如果继续细看下去，我们会发现，这些可编程逻辑块（Programable Logic Blocks）中包含很多功能单元，以上图为例，有一个3输入的LUT（Look-up Table），一个Multiplexer（多路复用器），一个触发器。

这些器件的数量在不同的系列的FPGA中是不同的，这也就存在一个选择的问题，选择一个满足需求的FPGA的前提是了解这些逻辑块内的功能单元的数量。

触发器（flip-flop）可以配置成一个寄存器或者一个锁存器；

多路复用器（Multiplexer）可以通过配置来选择一个输入给这个模块，或者选择一个来自与LUT的输出；

查找表（LUT）可以通过配置取代任何要求的逻辑功能电路。

LUT，其功能类似于一个真值表，它相当于一个可编程的逻辑电路，它把一个需要设计的逻辑电路以真值表的形式存储起来。或理解为一个逻辑电路，即 LUT可以构成一个逻辑电路，实现该逻辑电路的功能。

当然，FPGA还包含主要的输入输出引脚和焊盘，上图没有显示出来。通过个逻辑块之间的互联设备，各逻辑块之间可以通过配置相互连接，各逻辑块的输入可以相互连通，某个逻辑块的输出也可以驱动其他逻辑块的输入等。

最初的FPGA和上面讨论的结构很相似，例如1985年赛灵思推出的XC2064包含8*8=64个逻辑块阵列，每个逻辑块包含一个4输入的LUT和其他简单的功能块。

FPGA 硬件开发

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