《FPGA基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)》

1、編輯ppt北京青翼凌云科技有限公司研發(fā)部北京青翼凌云科技有限公司研發(fā)部FPGAFPGA基礎(chǔ)培訓(xùn)教程基礎(chǔ)培訓(xùn)教程為您提供智能嵌入式系統(tǒng)解決方案編輯ppt主要內(nèi)容u FPGA設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論知識(shí)介紹u FPGA硬件設(shè)計(jì)u FPGA軟件設(shè)計(jì)u Xilinx FPGA器件概述u Xilinx FPGA開發(fā)流程編輯ppt2006數(shù)字系統(tǒng)理論基礎(chǔ)數(shù)字系統(tǒng)理論基礎(chǔ)編輯ppt2006數(shù)字系統(tǒng)理論基礎(chǔ)數(shù)字系統(tǒng)理論基礎(chǔ)觸發(fā)器（觸發(fā)器（Flip-Flop）與鎖存器）與鎖存器(latch)圖圖 基本的基本的D-Latch圖圖 基本的基本的D-Flip-Flop兩者的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？兩者的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)？編輯ppt2006幾種典型

2、的數(shù)字系統(tǒng)幾種典型的數(shù)字系統(tǒng)編輯ppt2006幾種典型的數(shù)字系統(tǒng)幾種典型的數(shù)字系統(tǒng)幾幾種種典典型型數(shù)數(shù)字字系系統(tǒng)統(tǒng)之之間間u FPGA與CPLD的區(qū)別與聯(lián)系以及應(yīng)用場景？u FPGA與ASIC的區(qū)別與聯(lián)系以及應(yīng)用場景？u ASIC與ASSP的區(qū)別與聯(lián)系以及應(yīng)用場景？u ASIC與ASSP未來的發(fā)展方向？u 異構(gòu)多處理系統(tǒng)的優(yōu)勢何在？u 可編程器件與DSP（MPU）的區(qū)別？u 可編程器件與ARM（MCU）的區(qū)別？u 可編程器件與GPU的區(qū)別？編輯ppt2006硬件描述語言硬件描述語言專業(yè)術(shù)語專業(yè)術(shù)語u IP（Intellectual Property）核）核 即知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是一段具有特定電路功能的

3、硬件描述語言程序即知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是一段具有特定電路功能的硬件描述語言程序 u 軟核（軟核（Soft Core） 用用HDL語言建立的數(shù)字系統(tǒng)模型語言建立的數(shù)字系統(tǒng)模型u 固核（固核（Firm Core） 用用HDL建模和綜合后生成的網(wǎng)表建模和綜合后生成的網(wǎng)表u 硬核（硬核（Hard Core） 對(duì)功率、體積和性能進(jìn)行了優(yōu)化，并映射至特定的工藝。對(duì)功率、體積和性能進(jìn)行了優(yōu)化，并映射至特定的工藝。 具體實(shí)例包括已完成具體實(shí)例包括已完成布局布線的網(wǎng)表，以特定工藝庫或全定制物理布圖，或兩者之組合。布局布線的網(wǎng)表，以特定工藝庫或全定制物理布圖，或兩者之組合。 u 網(wǎng)表（網(wǎng)表（netlist） 是一個(gè)電路的雛

4、形、電路之間硬件的連接形式是一個(gè)電路的雛形、電路之間硬件的連接形式u 綜合綜合 就是在所給的標(biāo)準(zhǔn)單元庫和設(shè)計(jì)約束的前提下，將對(duì)電路的就是在所給的標(biāo)準(zhǔn)單元庫和設(shè)計(jì)約束的前提下，將對(duì)電路的HDL高級(jí)語言描述，高級(jí)語言描述，轉(zhuǎn)化成優(yōu)化過的門級(jí)網(wǎng)表的處理過程轉(zhuǎn)化成優(yōu)化過的門級(jí)網(wǎng)表的處理過程編輯ppt2006硬件描述語言硬件描述語言VerilogVerilog的抽象的抽象Verilog 的抽象的抽象n 系統(tǒng)級(jí)系統(tǒng)級(jí)(system) 用高級(jí)語言對(duì)電路模塊的外部性能進(jìn)行設(shè)計(jì)和描述用高級(jí)語言對(duì)電路模塊的外部性能進(jìn)行設(shè)計(jì)和描述n 算算法級(jí)法級(jí)(algorithmic) 用高級(jí)語言結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算法用高級(jí)語言結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)算

5、法n RTL級(jí)級(jí)(Register Transfer Level) 描述數(shù)據(jù)在寄存器之間流動(dòng)和如何處理這些數(shù)據(jù)描述數(shù)據(jù)在寄存器之間流動(dòng)和如何處理這些數(shù)據(jù)n 門級(jí)門級(jí)(gate-level) 描述邏輯門以及邏輯門之間的連接描述邏輯門以及邏輯門之間的連接n 開關(guān)級(jí)開關(guān)級(jí)(switch-level) 描述器件中三極管和儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)以及它們之間連接描述器件中三極管和儲(chǔ)存節(jié)點(diǎn)以及它們之間連接編輯ppt2006現(xiàn)代現(xiàn)代FPGAFPGA設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程編輯ppt2006FPGAFPGA硬件設(shè)計(jì)方法硬件設(shè)計(jì)方法通用系統(tǒng) 平臺(tái)u 芯片選型芯片選型 功能、性能、接口、資源評(píng)估 u 接口預(yù)驗(yàn)證接口預(yù)驗(yàn)證 高速接口、存儲(chǔ)

6、器接口u 原理設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì) 電源設(shè)計(jì)、時(shí)鐘設(shè)計(jì)、復(fù)位設(shè)計(jì)、接口設(shè)計(jì)、加載u 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 在線調(diào)試編輯ppt2006FPGAFPGA硬件設(shè)計(jì)方法硬件設(shè)計(jì)方法通用系統(tǒng) 平臺(tái)編輯ppt2006FPGAFPGA軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法通用系統(tǒng) 平臺(tái)u 設(shè)計(jì)方法的種類設(shè)計(jì)方法的種類 原理圖設(shè)計(jì)方法、硬件描述語言設(shè)計(jì)方法 u 設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想 自頂向下、模塊化設(shè)計(jì)u 設(shè)計(jì)流程設(shè)計(jì)流程 需求分析、模塊劃分、設(shè)計(jì)輸入、綜合優(yōu)化、時(shí)序收斂u 設(shè)計(jì)技巧設(shè)計(jì)技巧 模塊復(fù)用、面積與速度的互換、流水線、乒乓操作編輯ppt軟軟件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的幾幾大大難難點(diǎn)點(diǎn)u 異步跨時(shí)鐘域的處理u 異步設(shè)計(jì)與亞穩(wěn)態(tài)u 高速設(shè)計(jì)中的

7、時(shí)序收斂u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)的總體架構(gòu)u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的模塊劃分u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的接口互聯(lián)u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的資源優(yōu)化u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的執(zhí)行效率FPGAFPGA軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法FPGA設(shè)計(jì)的時(shí)序分析設(shè)計(jì)的時(shí)序分析編輯ppt軟軟件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的幾幾大大難難點(diǎn)點(diǎn)u 異步跨時(shí)鐘域的處理u 異步設(shè)計(jì)與亞穩(wěn)態(tài)u 高速設(shè)計(jì)中的時(shí)序收斂u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)的總體架構(gòu)u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的模塊劃分u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的接口互聯(lián)u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的資源優(yōu)化u 大規(guī)模邏輯設(shè)計(jì)中的執(zhí)行效率FPGAFPGA軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法FPGA設(shè)計(jì)的時(shí)序分析設(shè)計(jì)的時(shí)序分析FPGA設(shè)計(jì)的接口互聯(lián)設(shè)計(jì)的接口

8、互聯(lián)編輯ppt產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因FPGA軟件設(shè)計(jì)之軟件設(shè)計(jì)之時(shí)序分析時(shí)序分析靜態(tài)時(shí)序靜態(tài)時(shí)序影響程度影響程度動(dòng)態(tài)時(shí)序動(dòng)態(tài)時(shí)序周期約束周期約束時(shí)序約束時(shí)序約束邊沿約束邊沿約束延時(shí)約束延時(shí)約束時(shí)序分析時(shí)序分析 關(guān)鍵詞：建立時(shí)間關(guān)鍵詞：建立時(shí)間 保持時(shí)間保持時(shí)間 設(shè)計(jì)必要性設(shè)計(jì)必要性FPGAFPGA軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法 時(shí)序收斂時(shí)序收斂產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因影響程度影響程度設(shè)計(jì)必要性設(shè)計(jì)必要性編輯ppt解決問題：板級(jí)互聯(lián)解決問題：板級(jí)互聯(lián)FPGA軟件設(shè)計(jì)之軟件設(shè)計(jì)之接口互聯(lián)接口互聯(lián)板級(jí)接口板級(jí)接口拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型、樹型、網(wǎng)型、交換型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：星型、樹型、網(wǎng)型、交換型Chip級(jí)接口級(jí)接口接口協(xié)議：接口協(xié)議：

9、PLB、Wishbone、AXI模塊接口模塊接口解決問題：模塊間互聯(lián)解決問題：模塊間互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型接口互聯(lián)接口互聯(lián) 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：PLB總線總線 wishbone總線總線 AXI總線總線 接口類型：接口類型：PCI/PCIE、Ethernet等等FPGAFPGA軟件設(shè)計(jì)方法軟件設(shè)計(jì)方法 接口互聯(lián)接口互聯(lián)解決問題：芯片級(jí)互聯(lián)解決問題：芯片級(jí)互聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：主從型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：主從型、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型接口類型：接口類型：SRIO、LVDS、bus型型編輯pptXilinxXilinx器件概述器件概述FPGAFPGA28nm工藝節(jié)點(diǎn)45nm工藝節(jié)點(diǎn)65nm工藝

10、節(jié)點(diǎn)Spartan-3Spartan-3Virtex-2Virtex-2Virtex-4Virtex-4Virtex-5Virtex-5Spartan-6Spartan-6Virtex-6Virtex-67 7系列系列16nm工藝節(jié)點(diǎn)90nm工藝節(jié)點(diǎn)軍品級(jí)軍品級(jí)軍品級(jí)軍品級(jí)編輯ppt2006XilinxXilinx器件概述器件概述FPGAFPGAXilinx Xilinx 的的6565納米工藝節(jié)點(diǎn)納米工藝節(jié)點(diǎn)Virtex-5Virtex-5系列系列FPGAFPGAu Virtex-5 LX系列：高性能通用邏輯系列系列：高性能通用邏輯系列u Virtex-5 LXT系列：具有高速串行連接功能高性

11、能邏輯系列：具有高速串行連接功能高性能邏輯u Virtex-5 SXT系列：具有高速串行連接功能高性能信號(hào)處理應(yīng)用系列：具有高速串行連接功能高性能信號(hào)處理應(yīng)用u Virtex-5 FXT系列：具有高速串行連接功能高性能嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用系列：具有高速串行連接功能高性能嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用編輯ppt2006XilinxXilinx器件概述器件概述FPGAFPGA通用系統(tǒng) 平臺(tái)Xilinx Xilinx 的的4545納米及其以下工藝節(jié)點(diǎn)納米及其以下工藝節(jié)點(diǎn)FPGAFPGA編輯ppt2006XilinxXilinx器件概述器件概述FPGAFPGA通用系統(tǒng) 平臺(tái)Xilinx Xilinx 的的4545納米及其以

12、下工藝節(jié)點(diǎn)納米及其以下工藝節(jié)點(diǎn)FPGAFPGA常用型號(hào)：常用型號(hào)：LX45/75T常用型號(hào)：常用型號(hào)：325T常用型號(hào)：常用型號(hào)：690T編輯ppt2006XilinxXilinx器件概述器件概述SOCSOC通用系統(tǒng) 平臺(tái)Xilinx Xilinx 的的ZYNQ MPSoCZYNQ MPSoC可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多處理，具有更高的集成性、可靠性、保密性和智能性可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多處理，具有更高的集成性、可靠性、保密性和智能性編輯ppt2006XilinxXilinx器件概述器件概述SOCSOC通用系統(tǒng) 平臺(tái)Xilinx Xilinx 的的ZYNQ MPSoCZYNQ MPSoC可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多處理，具有更高的

13、集成性、可靠性、保密性和智能性可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多處理，具有更高的集成性、可靠性、保密性和智能性常用型號(hào)：常用型號(hào)：7Z045編輯ppt2006Xilinx FPGAXilinx FPGA開發(fā)流程與工具開發(fā)流程與工具關(guān)鍵詞：仿真（關(guān)鍵詞：仿真（Modelsim/ISMModelsim/ISM）、開發(fā)（）、開發(fā)（ISEISE）、調(diào)試（）、調(diào)試（ChipscopeChipscope） 綜合、實(shí)現(xiàn)、布局布線綜合、實(shí)現(xiàn)、布局布線功能仿真：測試激勵(lì)、可綜合功能仿真：測試激勵(lì)、可綜合HDLHDL前仿真（功能仿真）前仿真（功能仿真）靜態(tài)時(shí)序分析（靜態(tài)時(shí)序分析（STASTA）在線調(diào)試（在線調(diào)試（ChipscopeChipscope）固化配置文件固化配置文件調(diào)試：調(diào)試：cdccdc、icon/ila/vioicon/ila/vio編輯ppt2006Xilinx FPGAXilinx FPGA開發(fā)流程與工具開發(fā)流程與工具 modelsim modelsim信號(hào)窗口信號(hào)窗口波形窗口波形窗口編輯ppt源文件窗口源文件窗口處理子窗口處理子窗口腳本子窗口腳本子窗口工作區(qū)子窗口工作區(qū)子窗口2006Xilinx F