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        FPGA查找表LUT和編程方式的基礎知識說明

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        上傳日期: 2020-12-29

        上 傳 者: 易水寒他上傳的所有資料

        資料介紹

        標簽:編程(1652)asic(684)fpga(12267)

        第一部分:查找表LUT

        FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為ASIC領域中的一種半定制電路而出現的,即解決了定制電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路有限的缺點。

        由于FPGA需要被反復燒寫,它實現組合邏輯的基本結構不可能像ASIC那樣通過固定的與非門來完成,而只能采用一種易于反復配置的結構。查找表可以很好地滿足這一要求,目前主流FPGA都采用了基于SRAM工藝的查找表結構,也有一些軍品和宇航級FPGA采用Flash或者熔絲與反熔絲工藝的查找表結構。通過燒寫文件改變查找表內容的方法來實現對FPGA的重復配置。

        根據數字電路的基本知識可以知道,對于一個n輸入的邏輯運算,不管是與或非運算還是異或運算等等,最多只可能存在2n種結果。所以如果事先將相應的結果存放于一個存貯單元,就相當于實現了與非門電路的功能。FPGA的原理也是如此,它通過燒寫文件去配置查找表的內容,從而在相同的電路情況下實現了不同的邏輯功能。

        查找表(Look-Up-Table)簡稱為LUT,LUT本質上就是一個RAM。目前FPGA中多使用4輸入的LUT,所以每一個LUT可以看成一個有4位地址線的的RAM。當用戶通過原理圖或HDL語言描述了一個邏輯電路以后,PLD/FPGA開發軟件會自動計算邏輯電路的所有可能結果,并把真值表(即結果)事先寫入RAM,這樣,每輸入一個信號進行邏輯運算就等于輸入一個地址進行查表,找出地址對應的內容,然后輸出即可。

        下面給出一個4與門電路的例子來說明LUT實現邏輯功能的原理。

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