FPGA核心知识详解（1）：FPGA入门必备

　　电子发烧友网核心提示：对初级FPGA工程师而言，必须掌握FPGA相关基础知识、精通硬件描述语言、熟练数字电路设计、加强工程项目的实践。应广大初级FPGA工程师/FPGA爱好者之需，电子发烧友网策划整合并隆重推出《FPGA核心基础知识详解》系列技术文章，以后会陆续推出其他章节，敬请广大工程师朋友继续关注和留意。

　　一、FPGA基础知识

　　1. 什么是 FPGA？

　　现场可编程门阵列 （FPGA） 是由通过可编程互连连接的可配置逻辑块 （CLB） 矩阵构成的可编程半导体器件。相对于专为特定设计定制构建的专用集成电路 （ASIC） 而言，FPGA 能通过编程来满足应用和功能要求。

　　虽然市面上也有一次性可编程 （OTP） FPGA，但绝大多数是基于 SRAM 的类型，可随着设计的演化进行重编程。

　　请参考下面的内容来具体了解方框图中的各个突出显示区域。

　　
图1.1 FPGA单元结构

　　（1）IOB 细节

　　目前的 FPGA 可支持许多种 I/O 标准，因而为您的系统提供了理想的接口桥接。FPGA 内的 I/O 按 bank 分组 （见下图） ，每个 bank 能独立支持不同的 I/O 标准。 目前最先进的 FPGA 提供了十多个 I/O bank，能够提供灵活的 I/O 支持。

　　
图1.2 FPGA内的 I/O 按bank分组图示

　　（2）CLB 细节

　　可配置逻辑块是 FPGA 的基本逻辑单元。实际数量和特性会依器件的不同而改变，但是每个 CLB 都包含一个由 4 或 6 个输入、一些选择电路（多路复用器等）和触发器组成的可配置开关矩阵。开关矩阵具有高度的灵活性，经配置可以处理组合型逻辑、移位寄存器或 RAM。

　　
图1.3高层次的 CLB 简介

　　（3）DCM 细节

　　业界大多数 FPGA 均提供数字时钟管理（Xilinx 所有 FPGA 均具有此特性），几乎消除了过去设计者在将全局信号设计到 FPGA 中时不得不面对的歪斜及其它问题。