XILINX-FPGA数字系统 设计01_FPGA介绍
FPGA概述PPT课件
6.底层内嵌功能单元 内嵌专用硬核是相对于底层嵌入的软核而言 的，硬核（Hard Core）使FPGA具有强大 的处理能力，等效于ASIC电路。
•12
1.3 IP核简介
IP（Intelligent Property）核
是具有知识产权的集成电路芯核总称，是 经过反复验证过的、具有特定功能的宏模 块，与芯片制造工艺无关，可以移植到不 同的半导体工艺中。
通道绑定原 理示意图
•28
5.预加重技术 在印制的电路板上，线路是呈现低通滤波 器的频率特性的，为解决高频部分的损失， 就要采取预加重技术。
预加重技术的思想是：在传输信号时，抬高 信号的高频信号，以补偿线路上高频分量的 损失。
•29
没有预加重 的发送波形
•30
预加重后的 发送波形
没有预加重 的接收波形
典型的IOB内部结构示意图
2.可配置逻辑块(CLB)
CLB是FPGA内的基本逻辑单元 .
CLB的实际数量和特性会依据器件的不同而不同，但是每 个CLB都包含一个可配置开关矩阵，此矩阵由选型电路(多 路复用器等)、触发器和4或6个输入组成。
典型的CLB结 构示意图
3. 数字时钟管理模块（DCM）
目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一 个LUT可以看成是一个有4位地址线的RAM。当用 户通过原理图或HDL语言描述一个逻辑电路以后， PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可 能结果，并把真值表(即结果)写入RAM，这样，每 输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址去 进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。
DLL简单模 型示意图
Xilinx DLL的典 型模型示意图
在FPGA设计中，消除时钟的传输延迟，实现高扇出 最简单的方法就是用DLL，把CLK0与CLKFB相连 即可。 利用一个DLL可以 实现2倍频输出
fpga工程师基础知识
fpga工程师基础知识FPGA工程师基础知识FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性和可重构性，被广泛应用于数字电路设计和开发中。
作为一名FPGA工程师，掌握基础知识是至关重要的。
本文将介绍FPGA工程师所需的基础知识，包括FPGA的概念、工作原理、开发流程以及相关工具和技术。
一、FPGA的概念FPGA是一种可编程逻辑器件，它由一系列可编程逻辑门、存储单元和输入/输出接口组成。
与传统的固定逻辑电路不同，FPGA可以根据用户的需求进行编程，实现各种功能和逻辑运算。
FPGA的灵活性使其成为数字电路设计和开发中的重要工具。
二、FPGA的工作原理FPGA的基本单元是可编程逻辑门，如与门、或门、非门等。
这些逻辑门可以通过编程连接起来，形成复杂的逻辑电路。
FPGA中的存储单元用于存储逻辑电路的状态和数据。
通过配置FPGA中的逻辑门和存储单元，可以实现所需的功能。
FPGA的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 设计：首先，FPGA工程师需要使用HDL（硬件描述语言）如VHDL或Verilog来描述所需的逻辑电路。
设计包括逻辑电路的功能、输入输出接口和时序要求等。
2. 综合：设计完成后，需要使用综合工具将HDL代码转换为逻辑门级的表示。
综合工具将根据目标FPGA的特性和约束生成逻辑网表。
3. 布局与布线：在布局阶段，将逻辑网表映射到FPGA芯片的物理结构上。
在布线阶段，将逻辑网表中的逻辑门通过可编程连接资源连接起来。
4. 配置：配置是将设计好的逻辑电路下载到FPGA芯片上的过程。
FPGA芯片内部有一块非易失性存储器（通常是SRAM），用于存储逻辑电路的配置信息。
5. 运行：配置完成后，FPGA开始运行用户设计的逻辑电路。
FPGA 的输入和输出通过引脚与外部电路连接。
三、FPGA开发流程FPGA的开发流程通常包括以下几个步骤：1. 确定需求：明确所需的功能和性能要求。
FPGA培训课件资料
FPGA的发展趋势
总结词
随着人工智能和云计算的快速发展， FPGA的应用前景广阔，未来将朝着更高 性能、更低功耗和更智能化方向发展。
VS
详细描述
随着人工智能和云计算的快速发展，对高 性能计算和数据处理的需求不断增加， FPGA作为一种高效的硬件加速器受到了 广泛关注。未来，FPGA将朝着更高性能 、更低功耗和更智能化方向发展，以满足 不断增长的计算需求。同时，随着5G、 物联网等技术的普及，FPGA在边缘计算 和嵌入式系统中的应用也将得到进一步拓 展。
人工智能算法加速
FPGA能够针对特定算法进行硬件优化，提供高效 的计算能力，加速人工智能应用的运行。
定制化解决方案
FPGA允许针对特定需求进行硬件定制，为人工智 能应用提供更灵活、高效的解决方案。
实时处理能力
FPGA具备并行处理和低延迟特性，适用于需要实 时响应的人工智能应用场景。
云计算与FPGA
调试工具
用于在FPGA芯片上实时调试数字电 路和系统，如Xilinx的ChipScope、 Altera的SignalTap等。
03 FPGA设计实践
数字逻辑设计
01
02
03
数字逻辑基础
介绍数字逻辑的基本概念、 门电路、触发器等基础知 识。
组合逻辑设计
讲解如何使用逻辑门电路 进行组合逻辑设计，包括 加法器、比较器、多路选 择器等。
FPGA培训课件资料
目 录
• FPGA概述 • FPGA基础知识 • FPGA设计实践 • FPGA应用案例 • FPGA开发挑战与解决方案 • FPGA未来展望
01 FPGA概述
FPGA的定义与特点
总结词
FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有高 度的灵活性和可定制性。
《FPGA入门学习》课件
LED闪烁设计
总结词
通过LED闪烁设计，掌握FPGA的基本控制功能和数字逻辑设计。
详细描述
LED闪烁设计是FPGA入门学习的基本项目之一，通过该设计，学习者可以了解FPGA的基本控制功能 ，掌握数字逻辑设计的基本原理和方法。LED闪烁设计通常涉及到LED灯的驱动和控制，需要学习者 掌握基本的数字逻辑门电路和时序控制。
FPGA具有并行处理和高速计算的优点，适 用于数字信号处理中的实时信号处理和算 法加速。
数字滤波器设计
频谱分析和正交变换
FPGA可以实现高性能的数字滤波器，如 FIR滤波器和IIR滤波器，用于信号降噪和特 征提取。
FPGA可以高效地实现FFT等正交变换算法 ，用于频谱分析和信号频率成分的提取。
图像处理应用
优化设计技巧
时序优化
讲解如何通过布局布线、时序分析等手段优化 FPGA设计，提高时序性能。
资源共享
介绍如何通过资源共享减少FPGA资源占用，提 高设计效率。
流水线设计
讲解如何利用流水线设计技术提高系统吞吐量。
硬件仿真与调试技术
仿真工具使用
介绍常用HDL仿真工具（如ModelSim）的使用方法 。
03
CATALOGUE
FPGA开发实战
数字钟设计
总结词
通过数字钟设计，掌握FPGA的基本开发流程和硬件描述语言的应用。
详细描述
数字钟设计是FPGA入门学习的经典项目之一，通过该设计，学习者可以了解FPGA开 发的基本流程，包括设计输入、综合、布局布线、配置下载等。同时，数字钟设计也涉 及到硬件描述语言（如Verilog或VHDL）的应用，学习者可以掌握基本的逻辑设计和
基础语言。
FPGA开发流程
FPGA简介
五是ＣＰＬＤ比ＦＰＧＡ使用起来更方便。ＣＰＬＤ的编程采用Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＡＳＴＦＬＡＳＨ技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而ＦＰＧＡ的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
六是ＰＬＤ的速度比ＦＰＧＡ快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于ＦＰＧＡ是门级编程,并且ＣＬＢ之间采用分布式互联,而ＣＰＬＤ是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
八是ＣＰＬＤ保密性好,ＦＰＧＡ保密性差。
九是一般情况下,ＣＰＬＤ的功耗要比ＦＰＧＡ大,且集成度越高越明显
三、FPGA与ASIC、CPLD
1、FPGA和ASIC的比较
ASIC是英文的Application Specific Integrated Circuits缩写，即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程逻辑阵列）来进行ASIC设计是最为流行的方式之一，它们的共性是都具有用户现场可编程特性，都支持边界扫描技术，但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。ASIC的特点是面向特定用户的需求，品种多、批量少，要求设计和生产周期短，它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物，与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可*性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
一、FPGA简介
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)、门阵列逻辑GAL(Gate Array Logic)、可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74系列电路，都可以用FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后，还可以利用FPGA的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可*性。PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了电子设计自动化EDA（Electronic Design Automatic）软件和硬件描述语言VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description)的进步。
fpga芯片的种类
fpga芯片的种类FPGA芯片的种类FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，它具有灵活可塑性和高性能，被广泛应用于数字电路设计和嵌入式系统开发领域。
随着技术的不断发展，FPGA芯片也呈现出多样化的种类和功能，本文将介绍几种常见的FPGA芯片。
1. Xilinx Virtex系列Xilinx Virtex系列是业界最强大的FPGA产品系列之一。
它以其卓越的性能和丰富的资源而受到广泛关注。
Virtex系列采用了最新的FPGA架构，具有高达数百万个可编程逻辑单元（LUT）和丰富的高速IO接口，可满足复杂系统设计的需求。
此外，Virtex系列还提供了丰富的硬核IP（Intellectual Property），如处理器核、高速串行收发器等，使其在高性能计算和通信领域具有重要应用。
2. Altera Cyclone系列Altera Cyclone系列是一种低成本、低功耗的FPGA芯片，广泛用于嵌入式系统和消费电子产品中。
Cyclone系列采用了先进的工艺技术，具有较高的逻辑密度和丰富的资源。
该系列芯片在功耗控制上表现出色，可满足对低功耗需求较高的应用场景。
Cyclone系列还支持多种外围接口和通信协议，如CAN、SPI、I2C等，方便与其他设备进行通信和互联。
3. Lattice iCE系列Lattice iCE系列是一种超低功耗的FPGA芯片，适用于移动设备和便携式电子产品。
iCE系列采用了极小的封装和低功耗设计，能够在极端环境下提供可靠的性能。
该系列芯片具有快速启动和低功耗特性，适合应用于电池供电的场景。
iCE系列还具有较高的集成度和资源利用率，可满足对系统复杂度和成本要求较高的应用。
4. Intel Stratix系列Intel Stratix系列是一种高性能、高密度的FPGA芯片，由英特尔（Intel）公司推出。
Stratix系列采用了英特尔的最新工艺技术，具有卓越的性能和可靠性。
fpGa_CPLD设计工具xilinxISE使用详解
1.第一章：FPGA/CPLD简介●FPGA一般是基于SRAM工艺的，其基于可编程逻辑单元通常是由查找表（LUT，look up table）和寄存器（register）组成。
其中内部的查找表通常是4输入的，查找表一般完成纯组合逻辑功能；●Xilinx可编程逻辑单元叫做slice，它由上下两部分组成，每部分都由一个register加上一个LUT组成，被称为LC（logic cell，逻辑单元），两个LC之间有一些共用逻辑，可以完成LC之间的配合工作与级连；●Altera可编程逻辑单元叫做LE（Logic Element，逻辑单元），由一个register加上一个LUT构成；Lattice的底层逻辑单元叫做PFU（programmable Function unit，可编程功能单元），它由8个LUT和9个register组成。
●Ram和dpram/spram/伪双口RAM，CAM（content addressable memory）。
Fpga中其实没有专业的rom硬件资源，实现ROM是对RAM赋初置，并且保存此初值●CAM，即内容地址储存器，在其每个存储单元都包含了一个内嵌的比较逻辑，写入cam的数据会和其内部存储的每一个数据进行比较，并返回与端口数据相同的所以内部数据的地址。
总结：RAM是一种根据地址读/写数据的存储单元；而CAM 和RAM恰恰相反，它返回的是与端口数据相匹配的内部地址。
使用很广，比如路由器中的地址交换表等等●Xilinx块ram大小是4kbit和18kbit两种结构。
Lattice块ram是9kbit●分布式ram适合用于多块小容量的ram的设计；●Dll（delay-locked loop）延迟锁定回环或者pll（phase locked loop）锁相环，可以用以完成时钟的高精度，地抖动的倍频/分频/占空比调整/移相等功能。
Xilinx主要集成的是DLL，叫做CLKDLL，在高端的FPGA中，CLKDLL的增强型模块为DCM （digital clock manager，数字时钟管理模块）。
fpga简介
五、FPGA厂商
FPGA / PLD不是ATMEL的主要业务，中小规
模PLD做的不错。ATMEL也做了一些与Altera 和Xilinx兼容的片子，但在品质上与原厂家还是有一些
差距 。
Clear Logic 生产与一些著名PLD/FPGA大公司兼容的
芯片，这种芯片可将用户的设计一次性固化，不可编程， 批量生产时的成本较低。
三、FPGA的开发
• FPGA的开发软件与设计流程 • FPGA器件结构与原理
设计流程
设计输入
多种设计输入方法
• 原理图式图形设计输入 • 文本编辑
VHDL, Verilog, AHDL, XABEL • 内存编辑
Hex, Mif • 第三方工具
EDIF,HDL,VQM
设计综合
综合工具
Leonardo Spectrum* FPGA Compiler II Standard* & Altera Edition* FPGA Express* Synplicity Synplify*
• FPGA是电子设计领域中最具活力和发展 前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于 70年代单片机的发明和使用。
• FPGA能做什么呢？
二、可编程逻辑器件的发展历程
• 只读存贮器(PROM)、紫外线可擦除只读存贮 器(EPROM)和电可擦除只读存贮器(EEPROM)
• 可编程逻辑器件(PLD)，主要有PAL(可编程阵 列逻辑)和GAL(通用阵列逻辑)。
Virtex-II Pro
ALTERA公司推出新一代可编程逻辑器件
• 高性能结构 • TriMatrix存储器 • DSP块 • 高带宽高速I/O接
口 • PLL系统时钟管理 • 终端技术 • 方便的系统更新
FPGA简介
IDEA Confidential
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FPGA的优势
稳定性
软件工具提供了编程环境，FPGA电路是真正的编程“硬”执行过 程。 基于处理器的系统往往包含了多个抽象层，可在多个进程之间 计划任务、共享资源。 驱动层控制着硬件资源，而操作系统管理内 存和处理器的带宽。 对于任何给定的处理器内核，一次只能执行一 个指令，且基于处理器的系统时刻面临着严格限时的任务相互取占 的风险。 而FPGA不使用操作系统，拥有真正的并行执行和专注于 每一项任务的确定性硬件，可减少稳定性方面出现问题的可能。
IDEA Confidential
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FPGA开发流程
配置下载 通过编程器（programmer）将布局布线后的配置文件下载至FPGA中， 对其硬件进行编程。配置文件一般为.pof或.sof文件格 式，下载方式包 括Active Serial Programming（主动）、Passive Serial（被动）、 JTAG等方式。
IDEA Confidential
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FPGA开发流程
RTL级HDL描述
设计方法：自下而上与自上而下两种方式。 自下而上：由最底层的元器件开始，从基本子系统去构建大系统的 电路设计模式是我们最初进行电路设计的一种基本方法。这种由底向 上的设计方式是电子线路初期频频采用的方法，在电路不太复杂、层 次比较简单的设计中，它是一种非常行之有效的方法。但随着电路越 来越复杂，这种方法则会存在着较大的弊病。这就是，纵然每个子系 统的设计分别满足各自的要求，系统的整体性能指标却往往得不到保 障。
20
FPGA开发流程
综合
将RTL级HDL语言翻译成由与、或、非门等基本逻辑单元组成的门级 连接（网表），并根据设计目标与要求（约束条件）优化所生成的逻 辑连接，输出门级网表文件。
XilinxFPGA介绍
目前FPGA芯片仍是基于查找表技术的，但其概念和性能已经远远超出查找表技术的限制，并且整合了常用功能的硬核模块（如块RAM、时钟管理和DSP）。
图1-1所示为Xilinx公司FPGA的内部结构示意图（由于不同系列的应用场合不同，所以内部结构会有一定的调整），从中可以看出FPGA芯片主要由 6部分组成：可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM、丰富的布线资源、内嵌的底层功能单元和内嵌专用硬件模块。
图1-1 FPGA芯片的内部结构每个模块的功能如下：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，提供输入缓冲、输出驱动、接口电平转换、阻抗匹配以及延迟控制等功能，其一般示意结构如图1-2所示。
FPGA内的I/O按组分类，每组都能够独立地支持不同的I/O标准。
通过软件的灵活配置，可适配不同的电气标准与I/O物理特性，可以调整驱动电流的大小，可以改变上、下拉电阻。
目前，I/O口的频率也越来越高，一些高端的FPGA 通过DDR寄存器技术可以支持高达2Gbps的数据速率。
外部输入信号可以通过IOB模块的存储单元输入到FPGA的内部，也可以直接输入FPGA 内部。
当外部输入信号经过IOB模块的存储单元输入到FPGA内部时，其保持时间（Hold Time）的要求可以降低，通常默认为0。
为了便于管理和适应多种电器标准，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）CLB是FPGA内的基本逻辑单元。
CLB的实际数量和特性会依器件的不同而不同，但是每个CLB都包含一个可配置开关矩阵，此矩阵由4或6个输入、一些选型电路（多路复用器等）和触发器组成。
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2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
2
课程安排
• 1、实验平台：Spartan3E及Spantan6开发板 • 2、实验工具：ISE及EDK 3、课程考核标准：
课程报告：30% 实验报告：40% 实验及课程点名签到：30%
紫外线可擦除只读存储器EPROM（Erasable Programmable Read
可进行多次编程
只读， EPROM 芯片，命名时一般以 27 开头，前面添加生产厂商，如 TMS27C512-60
Only Memory）；特点在于：
2014-6-22
西安电子科技大学介绍-FPGA发展历史
第一讲 XILINX-FPGA数字系统 设计介绍
liangzhang@
课程安排
• 1、FPGA基本相关知识，语言等内容 • 2、XILINX FPGA逻辑设计 • 3、XILINX-FPGA动态可重构系统设计 • 4、XILINX-FPGA嵌入式系统设计
• 5、XILINX-FPGA DSP系统设计
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
7
一 FPGA特性及功能介绍-FPGA发展历史
早期的可编程器件，包括：
可编程只读存储器PROM（Programmable Read Only Memory）； 特点在于：
一是只能进行一次编程 二是空白PROM价格低廉，高成本ROM制作之前的数据原型测试的最 佳选择
4.8Mb 18*18 3.125Gbps 支持x1 支持
20 DCM
1.8Mb 18*18 无 无 支持
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
24
三 开发环境介绍
• XILINX提供的工具特性
特性 System Generator for DSP 嵌入式开发套件 软件开发套件 MicroBlaze软核 Core Generator PlanAhead设计分析工具 ChipScope 部分重配置 ISE仿真器 综合 时序驱动布局布线
Altera
XILINX
Lattice Actel Cypress
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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一 FPGA特性及功能介绍-FPGA特性及优势
基于查找表技术 FPGA 采用高速 CHMOS 工艺，功耗低，可以与 CMOS 、 TTL 电平 兼容（高低电平标准不一） FPGA内部拥有丰富的触发器和I/O引脚，I/O管脚电平丰富 采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合适的 芯片 FPGA可作为其他全定制或半定制ASIC电路的中试样片
电可擦除只读存储器EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）；特点在于：
一是可多次编程
二是可在线编程，常用操作接口方式I2C,SPI接口
20 世 纪 70 年 代 ， 出 现 可 编 程 阵 列 逻 辑 (PAL,Programmable Array Logic)和可编程逻辑阵列(PLA, Programmable Logic Array)
产品分类
Spartan系列：侧重于低成本应用，容量中等，可以满足一般的逻辑设
计要求；
e.g Spartan-II系列给用户提供了高性能、丰富的逻辑资源和充足的特征集， 该系列家族中的六大成员其系统门级密度达到了从 15000 到200000 不
等。
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
PAL ，命名规则 PAL16L8-2CJ ，包括输入数，输出数，输出方式，速
度，功耗，封装形式，温度
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
9
一 FPGA特性及功能介绍-FPGA发展历史
20 世 纪 80 年 代 ， Altera 与 Xilinx 公 司 分 别 推 出 CPLD(Complex Programmable Logic Device) 和 FPGA 器 件 (Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列) 主流FPGA生产厂商
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
23
二 XILINX公司及其FPGA产品-系列对比
• Virtex系列 Spartan系列对比
特性 逻辑单元 用户IO Virtex-6 760000 1200 Virtex-5 330000 1200 Spartan-6 150000 576 Spartan-3A 延伸系列 53000 519
支持的IO标准 时钟管理
BlockRAM 乘法器 千兆位高速串行 PCIE MicroBlaze软核
超过40种 PLL
高达38Mb 25*18个MAC 6.5Gbps，大于 11Gbps 支持x8 支持
40 DCM+PLL
18Mb 25*18 3.75Gbps， 6.5Gbps 支持x8 支持
40 DCM+PLL
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
21
二 XILINX公司及其FPGA产品-virtex6系列
• Virtex-6系列对比表
系统要求 LXT SXT HXT
高性能逻辑 高密度ASIC原型逻辑
通用处理 数字信号处理 超高性能数字信号处理 低功耗串行IO 串行IO带宽
是 是
是 是 是 强
是
是 是 是 是 强
资源：
1：XILINX FPGA设计基础
2：基于Xilinx FPGA的多核嵌入式系统设计 3：Xilinx官网，大学计划资源 4：其它网络资源
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
6
内容介绍
• 1、FPGA特性及功能介绍
• 2、XILINX公司简介及其FPGA产品介绍
• 3、XILINX-FPGA开发环境介绍 • 4、基于XILINX-FPGA的硬件逻辑设计介绍 • 5、基于XILINX-FPGA的嵌入式系统设计介绍 • 6、基于XILINX-FPGA的DSP系统设计介绍
4、实验和授课结合方式，强调动手操作能力的培养
5、掌握基于FPGA的系统设计方法，引导认识，奠定基础
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
3
Spartan-3E
课程安排
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
4
Spartan-6
课程安排
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
5
课程安排
作为全球领先的可编程逻辑完整解决方案供应商，其研发、制造并销售范围 广泛的高级集成电路、软件设计工具(ISE、EDK等)以及作为预定义系统级功 能的IP(Intellectual Property)核。客户使用Xilinx及其合作伙伴的自动化软件和 IP核对器件进行编程，从而完成特定的逻辑操作。
50000多个设计开端，其中包括EMC、IBM、Nokia、Motorola、Siemens、Sony、
Sun Microsystem、Cisco Systems等等。 总部设于加利福利亚圣何塞市，为NASDAQ上市公司。
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
14
二 XILINX公司及其FPGA产品
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二 XILINX公司及其FPGA产品-spartan系列
• Spartan-3A延伸系列FPGA平台对比
系统要求 3A 3AN 是
是 是 是 是 是 是 是
3A DSP 是
是 是
多功能嵌入式处 是 理
最佳存储架构 低成本安全性 集成Flash存储 单芯片非易失性 高性能DSP性能 增强型电源管理 是 是 是
高密度ASIC原型开发逻辑 通用处理 高性能处理 数字信号处理 低功耗串行IO 高性能串行IO 片上系统设计 是 是 是 是 是 是
LX LXT SXT 是
是 是 是 是 是
FXT TXT
是 是 是 是
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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二 XILINX公司及其FPGA产品-virtex5系列
财富杂志2003年“100家最适合工作的企业”排名中，Xilinx名列第四位，并
被广泛认为是半导体行业中管理最佳、财务状况良好的高科技企业。 旧金山编年史也把Xilinx选为硅谷最适合工作的五十家企业之一。
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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二 XILINX公司及其FPGA产品-spartan系列
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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二 XILINX公司及其FPGA产品-virtex系列
Virtex系列：侧重于高性能应用，容量较大，可以满足各式各样的高端应用。
当前Virtex系列包括了Virtex-II，Virtex-4，Virtex-5,以及最新的Virtex-6。各个
系列都有针对不同应用的版本，比如说针对DSP算法的，针对嵌入式系统设 计的等。 e.g ：Virtex-II FPGA采用0.15um、1.5v工艺技术制造而成，拥有420M内部时钟， 840Mb/s可编程I/O块，具有强大的计算存储能力。
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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二 XILINX公司及其FPGA产品-virtex系列
e.g Virtex-II Pro的Block图
2014-6-22
西安电子科技大学-软件学院
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二 XILINX公司及其FPGA产品-virtex5系列
• Virtex-5系列对比表