文章目录
- 一、什么是FPGA
- 1. 电路基本知识
- 2. 可编程逻辑器件PLD
- 3. 什么是FPGA
- 二、什么是HDL(硬件描述语言)
- 1. 数字系统设计流程
- 2. 什么是HDL
一、什么是FPGA
1. 电路基本知识
模拟电路
- 工作在模拟信号下的电子电路。模拟信号是在时间和数量上的变化都是连续的信号。
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数字电路
- 工作在数字信号下的电子电路。数字信号是在时间和数量上的变化都是“离散”的信号。
- 最基本的单位是 “门电路”
2. 可编程逻辑器件PLD
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早期生产的数字集成电路(比如单片机)的逻辑功能都是固定不变的,要改变逻辑功能,就要改变内部各个单元间的连接,而这种连接已经在集成电路制作过程中固定下来了
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后来有了可编程逻辑器件PLD
- PLD内部的电路结构可以通过写入编程数据进行设置
- 写入PLD的编程数据还可以擦除重写
- PLD的逻辑功能可以由使用者通过编程来设定
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常见的PLD
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CPLD
- 复杂可编程逻辑器件
- 基于 “乘积项” 的与或逻辑阵列
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FPGA
- 现场可编程门阵列
- 基于 “查找表” 的CLB阵列
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CPLD和FPGA的区别对于编程而言是透明的,都可以用verilog语言来写
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3. 什么是FPGA
- 本质
- 一种可以通过编程来修改其逻辑功能的数字集成电路(芯片)
- 与单片机的区别
- 对单片机编程不改变其内部的连接结构,只是根据要求实现的功能来编写运行的程序(指令)
- 对FPGA编程,是在配置FPGA的内部电路
二、什么是HDL(硬件描述语言)
1. 数字系统设计流程
- 数字系统设计流程
- 逻辑设计(前端)
- 使用硬件描述语言HDL
- 使用原理图输入法:通过直接输入原理图来进行逻辑设计。但随着电路设计规模不断增加,原理图越来越复杂,而对逻辑电路及系统的设计时间要求越来越短,这种方式已经不能满足需要
- 电路实现(后端)
- HDL所描述的电路可以通过综合工具将其转换为门级电路网表,然后将其与某种工艺的基本元件逐一对应起来,再通过布局布线工具转换为电路布线结构
- 系统验证
- 逻辑设计(前端)
2. 什么是HDL
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硬件描述语言HDL
- HDL是在逻辑设计时用于描述数字电路结构和功能的语言
- HDL可以在不同的层次对数字电路的结构、功能和行为进行描述
- 可以向高级编程语言一样从抽象的高层次来描述;也可以从最底层对电路进行门级描述
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常见的HDL
- Verilog HDL:美国、中国用的多
- VHDL:欧洲用的多
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Verilog和C的区别
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Verilog是硬件描述语言,编译下载到FPGA后,会生成电路,所以是并行运行的
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C是软件编程语言,编译下载到单片机后,是存储器中的一组指令,而单片机处理软件指令需要取指、译码、执行,这个过程是串行执行的
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Verilog和C的区别,也是FPGA和单片机/CPU的区别,FPGA由于是全并行处理,速度非常快,这是FPGA最大的优势,这是单片机/CPU不能替代的
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c/c++开发分享FPGA/verilog 学习笔记—— FPGA和HDL基础概念地址:https://blog.csdn.net/wxc971231/article/details/107424425
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