FPGA学习心得（转载）

### FPGA学习心得精炼知识点 #### 一、FPGA概览与个人背景 - **FPGA定义**：FPGA（Field Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，是一种可编程逻辑器件，允许用户在制造后根据需求编程其电路功能。 - **作者背景**：作者是一位通信工程专业的研究生，已在EDA（Electronic Design Automation）领域学习四年，通过参与科研项目积累了FPGA实践经验。 #### 二、“国家信息技术紧缺人才培养工程”与FPGA技术培训 - **培训意义**：由中电网联合清华大学和ALTERA公司举办的FPGA技术培训，旨在提升参与者对FPGA技术的全面理解和实践能力，特别适用于信号处理算法的实现。 - **学习成果**：作者通过在线课程学习，掌握了从MATLAB仿真到VHDL实现的一整套通信算法开发流程，包括定点仿真、语言实现与时序检查。 #### 三、FPGA与CPLD对比分析 1. **适用场景**： - CPLD更适合算法和组合逻辑的实现。 - FPGA则在时序逻辑方面表现更优，适合触发器丰富的设计。 2. **布线结构**： - CPLD的连续布线结构提供均匀且可预测的时序延迟。 - FPGA的分段布线结构可能导致延迟的不确定性。 3. **编程灵活性**： - FPGA提供了更广泛的编程可能性，包括逻辑门级别的编程。 - CPLD编程限于逻辑块级别，灵活性相对较低。 4. **集成度与布线**： - FPGA具有更高的集成度和更复杂的布线结构，适用于大规模逻辑实现。 5. **使用便捷性**： - CPLD使用更简单，无需外部存储器芯片。 - FPGA编程信息需外部存储器支持，使用较复杂。 6. **速度与可预测性**： - CPLD在速度和时间可预测性方面优于FPGA。 - FPGA采用门级编程，CLB间采用分布式互联，影响速度与预测性。 7. **编程方式**： - CPLD基于E2PROM或FLASH存储器编程，信息持久化。 - FPGA多基于SRAM编程，断电后信息丢失，但支持无限次编程与快速重编程。 8. **保密性与功耗**： - CPLD保密性好，FPGA保密性较差。 - 随着集成度提高，CPLD的功耗通常低于FPGA。 #### 四、FPGA的三大可编程资源 1. **I/O可编程性**：用户可自定义引脚类型（输入/输出）、电平（CMOS/TTL）等参数，适应不同应用场景。 2. **逻辑可编程性**：包含组合逻辑和时序逻辑，可通过逻辑块实现用户定制的电路功能。 3. **互连线可编程性**：提供灵活的线路连接方式，实现各种功能模块间的高效交互。 #### 五、FPGA的分类 - **SRAM查找表结构**：逻辑实现基于查找表，编程方式为SRAM，代表厂商包括ALTERA、XILINX和LATTICE。 - **多路开关反熔丝结构**：逻辑通过多路开关实现，编程依赖熔丝通断，也称为反熔丝多路开关结构。 通过上述总结，可以看出FPGA技术的学习不仅涵盖了基础知识和编程技巧，还包括了对不同可编程逻辑器件的理解与比较。这对于初学者而言，是构建扎实理论基础与实践经验的关键步骤。