一款基于FPGA的可编程逻辑块的设计

发布时间：2023-08-04 18:44

　　随着专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)掩膜成本的不断增加,加之如果出现设计错误,则必须承担的市场投放带来的风险,具有可重复编程能力的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)器件在通信、工业、数据处理等诸多领域得到了越来越广泛的应用。可编程逻辑模块(Configurable Logic Block,CLB)是FPGA中的核心可配置逻辑单元,FPGA的逻辑功能是通过CLB单元的配置以及大规模的CLB单元级联来实现的。本文主要针对FPGA中的可编程逻辑块单元,寻找一种高性能的CLB实现方法,并采用Global Foundry公司的28nm互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺技术实现。本文采用全定制设计方法,首先研究了CLB单元中各组成模块的结构,提出了一种功能完备且节省电路资源的CLB结构。然后对CLB进行了各模块详细电路的设计,并进行了各种类型逻辑功能的模拟仿真,保证了本设计实现的CLB单元能够...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
    0.1 课题研究背景
    0.2 课题研究的目的和意义
    0.3 FPGA研究现状
        0.3.1 FPGA国外研究现状
        0.3.2 FPGA国内研究现状
    0.4 本文研究内容
第1章 FPGA和 CLB设计概述
    1.1 FPGA器件的性能优势
    1.2 FPGA的基本结构
    1.3 CLB的研究与设计现状
        1.3.1 Virtex系列的CLB
        1.3.2 Spartan系列的CLB
        1.3.3 Cyclone系列的CLB
        1.3.4 Stratix系列的CLB
    1.4 全定制设计方法
        1.4.1 设计方法介绍
        1.4.2 全定制设计流程
    1.5 本章小结
第2章 CLB单元结构的设计
    2.1 CLB电路设计思路
    2.2 查找表模块设计
        2.2.1 读译码电路结构设计
        2.2.2 写译码电路结构设计
        2.2.3 存储模块电路设计
    2.3 可配置存储模块设计
    2.4 快速进位链电路设计
    2.5 移位寄存器设计
    2.6 本章小结
第3章 可编程逻辑块的仿真验证
    3.1 验证方法设计
        3.1.1 仿真验证方法
        3.1.2 PC软件仿真
        3.1.3 工作站仿真
    3.2 仿真结果
        3.2.1 查找表实现ROM功能仿真
        3.2.2 查找表实现RAM功能仿真
        3.2.3 移位寄存器功能仿真
        3.2.4 查找表实现多路选择器功能仿真
    3.3 版图的设计
    3.4 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献



本文编号：3838805