FPGA内部基本结构包括哪些
fpga的基本组成有：可编程i\o单元、基本可编程逻辑单元、内嵌ram块、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i\o单元：
可编程i\o单元通过软件可适配不同的电气标准与物理特性。
2、基本可编程逻辑单元：
基本可编程逻辑单元是fpga可编程逻辑的主体。fpga一般是基于sram工艺。其基本可编程逻辑单元几乎都是由查找表（lut，lookuptable）和寄存器（register）组成。fpga内部的lut一般为4输入，主要完成纯组合逻辑功能。而内部寄存器结构相当灵活，可配置为带同步、异步复位或置位、时钟使能的触发器（ff，flipflop），也可配置为锁存器（latch）。fpga一般依赖寄存器完成同步时序逻辑设计。
比较经典的基本可编程逻辑单元的配置是一个寄存器和一个查找表。但不同厂商的寄存器和查找表的内部结构有一定差异，而且寄存器和查找表的组合模式也不同。
（1）alerta的可编程逻辑单元通常被称为le（logicelement，逻辑单元），由一个register和一个lut组成。而altera的大多数fpga又将10个le有机组合起来，构成更大的逻辑功能单元——逻辑阵列模块（lab，logicarrayblock），lab中除了le还包含le间的进位链、lab控制信号、局部互连线资源、lut级联链、寄存器级联链等连线和控制资源。
（2）xilinx的可编程逻辑单元被称为slice，由上下两部分组成。每部分都由一个register和一个lut组成，被称为lc（logiccell，逻辑单元），两个lc间有一些共用逻辑。可以完成lc之间的配合与级联。
（3）lattice的可编程逻辑单元叫pfu（programmablefunctionunit，可编程功能单元），由8个lut和8—9个register组成。
一般使用器件的register和lut的数量衡量器件的规模比较准确。
3、内嵌ram块：
fpga的内嵌ram块可以灵活配置为单端口ram（spram，singleportram），双端口ram（dpram，doubleportram），伪双端口ram（pseudodpram），cam（contentaddressablememory），fifo（firstinputfirstoutput）等常用存储器结构。
fpga中没有专用的rom硬件资源，实现rom的思路是对ram赋予初值，并保持该初值。
cam，即内容地址存储器。cam这种存储器在其每个存储单元都包含了一个内嵌的比较逻辑，写入cam的数据会和其内部存储的每一个数据进行比较，并返回与端口相同的所有内部数据的地址。
总之，ram是一种根据地址读、写数据的存储单元，而cam返回的是与端口数据相匹配的内部地址。
fpga内部实现ram、rom、cam、fifo等存储结构是基于内嵌ram块的，并根据需求自动生成相应的粘合逻辑（gluelogic）以完成地址和片选等控制逻辑。
xilinx常见的ram块大小是4kbit和18kbit两种结构，lattice常用的ram块大小是9kbit，altera的ram块最为灵活，一些高端器件内部同时含有两种ram块结构，分别是m9kram（9kbit），m-144k（144kbit）。
除了ram外，altera、xilinx和lattice的fpga还可以灵活的将lut配置成ram、rom、fifo等存储结构，这种技术被称为分布式ram（distributedram）。
4、丰富的布线资源
布线资源连通fpga内部所有单元，连线的长度和工艺决定了信号在连线上的驱动能力和传输速度。有以下三种布线资源可供利用。
（1）全局性的专用布线资源：用来完成器件内部的全局时钟和全局复位\置位的布线。
（2）长线资源：完成器件bank间的一些高速信号和一些第二全局时钟信号的布线。
（3）短线资源：完成基本逻辑单元之间的逻辑互联和布线。
（4）在基本逻辑单元内部还存在各式各样的布线资源和专用时钟、复位等控制信号线。
5、底层嵌入功能单元
通用程度较高的嵌入功能模块，如pll（phaselockedloop），dll（delaylockedloop），dsp和cpu等。
altera芯片集成的是pll，xilinx芯片主要集成的是dll，lattice的新型fpga同时集成了pll与dll以适应不同的需求。
altera芯片的pll模块分为增强型pll（enhancedpll）和快速pll（fastpll）。
xilinx芯片dll的模块名称为clkdll，在高端fpga中clkdll的增强型模块为dcm（digitalclockmanager，数字时钟管理模块）。
6、内嵌专用硬核
内嵌专用硬核的通用性相对较弱，不是所有fpga器件都包含硬核。
fpga内部也有两个阵营：一方面是通用性较强，目标市场范围很广，价格适中的fpga；另一方面是针对性较强，目标市场明确，价格较高的fpga。
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1、可编程i\o单元：
可编程i\o单元通过软件可适配不同的电气标准与物理特性。
2、基本可编程逻辑单元：
基本可编程逻辑单元是fpga可编程逻辑的主体。fpga一般是基于sram工艺。其基本可编程逻辑单元几乎都是由查找表（lut，lookuptable）和寄存器（register）组成。fpga内部的lut一般为4输入，主要完成纯组合逻辑功能。而内部寄存器结构相当灵活，可配置为带同步、异步复位或置位、时钟使能的触发器（ff，flipflop），也可配置为锁存器（latch）。fpga一般依赖寄存器完成同步时序逻辑设计。
比较经典的基本可编程逻辑单元的配置是一个寄存器和一个查找表。但不同厂商的寄存器和查找表的内部结构有一定差异，而且寄存器和查找表的组合模式也不同。
（1）alerta的可编程逻辑单元通常被称为le（logicelement，逻辑单元），由一个register和一个lut组成。而altera的大多数fpga又将10个le有机组合起来，构成更大的逻辑功能单元——逻辑阵列模块（lab，logicarrayblock），lab中除了le还包含le间的进位链、lab控制信号、局部互连线资源、lut级联链、寄存器级联链等连线和控制资源。
（2）xilinx的可编程逻辑单元被称为slice，由上下两部分组成。每部分都由一个register和一个lut组成，被称为lc（logiccell，逻辑单元），两个lc间有一些共用逻辑。可以完成lc之间的配合与级联。
（3）lattice的可编程逻辑单元叫pfu（programmablefunctionunit，可编程功能单元），由8个lut和8—9个register组成。
一般使用器件的register和lut的数量衡量器件的规模比较准确。
3、内嵌ram块：
fpga的内嵌ram块可以灵活配置为单端口ram（spram，singleportram），双端口ram（dpram，doubleportram），伪双端口ram（pseudodpram），cam（contentaddressablememory），fifo（firstinputfirstoutput）等常用存储器结构。
fpga中没有专用的rom硬件资源，实现rom的思路是对ram赋予初值，并保持该初值。
cam，即内容地址存储器。cam这种存储器在其每个存储单元都包含了一个内嵌的比较逻辑，写入cam的数据会和其内部存储的每一个数据进行比较，并返回与端口相同的所有内部数据的地址。
总之，ram是一种根据地址读、写数据的存储单元，而cam返回的是与端口数据相匹配的内部地址。
fpga内部实现ram、rom、cam、fifo等存储结构是基于内嵌ram块的，并根据需求自动生成相应的粘合逻辑（gluelogic）以完成地址和片选等控制逻辑。
xilinx常见的ram块大小是4kbit和18kbit两种结构，lattice常用的ram块大小是9kbit，altera的ram块最为灵活，一些高端器件内部同时含有两种ram块结构，分别是m9kram（9kbit），m-144k（144kbit）。
除了ram外，altera、xilinx和lattice的fpga还可以灵活的将lut配置成ram、rom、fifo等存储结构，这种技术被称为分布式ram（distributedram）。
4、丰富的布线资源
布线资源连通fpga内部所有单元，连线的长度和工艺决定了信号在连线上的驱动能力和传输速度。有以下三种布线资源可供利用。
（1）全局性的专用布线资源：用来完成器件内部的全局时钟和全局复位\置位的布线。
（2）长线资源：完成器件bank间的一些高速信号和一些第二全局时钟信号的布线。
（3）短线资源：完成基本逻辑单元之间的逻辑互联和布线。
（4）在基本逻辑单元内部还存在各式各样的布线资源和专用时钟、复位等控制信号线。
5、底层嵌入功能单元
通用程度较高的嵌入功能模块，如pll（phaselockedloop），dll（delaylockedloop），dsp和cpu等。
altera芯片集成的是pll，xilinx芯片主要集成的是dll，lattice的新型fpga同时集成了pll与dll以适应不同的需求。
altera芯片的pll模块分为增强型pll（enhancedpll）和快速pll（fastpll）。
xilinx芯片dll的模块名称为clkdll，在高端fpga中clkdll的增强型模块为dcm（digitalclockmanager，数字时钟管理模块）。
6、内嵌专用硬核
内嵌专用硬核的通用性相对较弱，不是所有fpga器件都包含硬核。
fpga内部也有两个阵营：一方面是通用性较强，目标市场范围很广，价格适中的fpga；另一方面是针对性较强，目标市场明确，价格较高的fpga。
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