FPGA的工作原理简述_fpga工作原理

1.根据实现原理，FPGA可分为两大类
（1）基于LUT技术，采用SRAM工艺（市面上大部分产品）

• 大部分FPGA都是基于SRAM工艺的
• 掉电后信息会丢失，需要添加专用的配置芯片
• SRAM工艺的PLD一般不可以加密

（2）基于反熔丝（Anti-fuse）技术（了解即可）

• 初期开发过程比较麻烦，费用也比较昂贵
• 不需要外加专用的配置芯片
• Actel、Quicklogic的部分产品采用这种工艺
  2.查找表（Look Up Table, LUT）
  (1)什么是查找表
• 一个N输入的查找表（LUT）可以实现N个输入变量的任何逻辑功能，如N输入”与“、N输入”异或“”等等。
• 输入多于N个的函数、方程必须分开用几个查找表（LUT）实现
  - 多数FPGA都是4输入的查找表

（2）4输入查找表结构
解释：

• 4个输入：输入A、输入B、输入C、输入D
• 1个输出
• 输入A、B、C、D的组合共16种，从（0, 0, 0, 0）到（1, 1, 1, 1），每种输入组合，分别对应图中左侧16×1RAM中的一个值（即输出），具体通过4个层级的二选一多路选择器进行获取（注：图中每个”梯形“都是一个二选一选择器）。

3.逻辑单元（Logic Element，LE）
（1）逻辑单元（LE）是FPGA器件内部，用于完成用户逻辑的最小单元。一个逻辑单元包含一个查找表（LUT）、一个D触发器和相关的逻辑，这样，逻辑单元（LE）即可实现组合逻辑，又可实现时序逻辑。
如下图所示，若实现图中的时序逻辑，需要LUT实现组合逻辑部分，同时又需要D触发器实现时序逻辑部分。

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下图是ALTERA的LE内部结构图，可以参考学习一下。