FPGA基本资源介绍

FPGA资源介绍

1.可编程输入输出单元(IOB)

可编程输入/ 输出单元简称I/O 单元，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要求。
FPGA 的IOB 被划分为若干个组(bank)，每个bank 的接口标准由其接口电压VCCO 决定，一个bank 只能有一种VCCO，但不同bank 的VCCO 可以不同。只有相同电气标准的端口才能连接在一起，VCCO 电压相同是接口标准的基本条件。

2.可配置逻辑块(CLB)

这里以xilinx系列的器件为例
CLB是指实现各种逻辑功能的电路，是xilinx的基本逻辑单元。
一个CLB包括2个slice，一个slice包括：4个6输入的LUT、8个触发器、以及一些算术运算单元。

每个CLB 模块不仅可以用于实现组合逻辑、时序逻辑，还可以配置为分布式 RAM 和分布式 ROM。

3.数字时钟管理模块(DCM)

主要用于时钟信号的管理和处理。DCM模块通过提供时钟信号的调整、同步和分配功能，使设计者能够有效地解决时钟分布、时钟域转换和时钟信号整形等问题。

4.嵌入式块RAM(BLOCK RAM / BRAM)

这里介绍一些其他的RAM资源，以做区分

4.1其他ram

5.丰富的布线资源

FPGA 芯片内部有着丰富的布线资源，根据工艺、长度、宽度和分布位置的不同而划分为４类不同的类别。

• 第一类是全局布线资源，用于芯片内部全局时钟和全局复位/ 置位的布线；

• 第二类是长线资源，用以完成芯片Bank间的高速信号和第二全局时钟信号的布线；

• 第三类是短线资源，用于完成基本逻辑单元之间的逻辑互连和布线；

• 第四类是分布式的布线资源，用于专有时钟、复位等控制信号线。

6.底层内嵌功能单元

主要指 DLL(Delay Locked Loop)、PLL(Phase Locked Loop)、DSP 等软处理核(Soft Core)。

7.内嵌专用硬核

例如：

• 为了提高FPGA 的乘法速度，主流的FPGA 中都集成了专用乘法器；
• 为了适用通信总线与接口标准，很多高端的FPGA 内部都集成了串并收发器(SERDES)，
• PCI Express 和三态以太网MAC 硬核(TEMAC),与软核实现方式相比，硬核可以把功耗降低5~10 倍, 节约将近90% 的逻辑资源。

软核、硬核、以及固核的概念