現(xiàn)場可編程門陣列

現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array, FPGA)是一種基于可編程邏輯器件技術(shù)的半導(dǎo)體芯片，它具備高度靈活性和可編程性，可用于各種不同的應(yīng)用領(lǐng)域和電路設(shè)計(jì)。其中，現(xiàn)場可編程門陣列是FPGA重要的組成部分之一。

1.什么是現(xiàn)場可編程門陣列

現(xiàn)場可編程門陣列是一種由大量的可編程邏輯門和觸發(fā)器等基本邏輯單元組成的邏輯電路。這些基本邏輯單元通過可編程的開關(guān)矩陣進(jìn)行互連，并由存儲(chǔ)器單元保存在內(nèi)部。通過對其互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程，用戶可以實(shí)現(xiàn)不同功能的邏輯電路，從而滿足不同應(yīng)用需求。

2.現(xiàn)場可編程門陣列的基本結(jié)構(gòu)

現(xiàn)場可編程門陣列通常由可編程邏輯單元、可編程互連矩陣、輸入/輸出單元以及配置存儲(chǔ)器等模塊構(gòu)成。其中，可編程邏輯單元包括多個(gè)可編程邏輯門和觸發(fā)器等邏輯單元，可編程互連矩陣則是對這些邏輯單元進(jìn)行連接的矩陣結(jié)構(gòu)，輸入/輸出單元提供了芯片與外界通信的接口，配置存儲(chǔ)器則用于保存用戶設(shè)計(jì)好的電路邏輯。

3.現(xiàn)場可編程門陣列的工作原理

現(xiàn)場可編程門陣列的工作原理可以概括為：用戶通過軟件工具將所需電路的邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換為一系列的布爾表達(dá)式，并將其存儲(chǔ)在配置存儲(chǔ)器中。當(dāng)芯片上電后，配置存儲(chǔ)器中的信息被加載到互連矩陣中，開關(guān)矩陣按照其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行互連，形成不同功能的邏輯電路。用戶可以通過重新編程配置存儲(chǔ)器來更改電路的邏輯實(shí)現(xiàn)，從而完成不同的應(yīng)用需求。