一款FPGA可編程邏輯塊的全定制設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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1、可編程邏輯塊是FPGA可以通過配置實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的核心器件。其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響著FPGA實(shí)現(xiàn)具體設(shè)計(jì)的性能及FPGA芯片可以承載的最大系統(tǒng)級(jí)晶體管數(shù)。因此,在FPGA芯片設(shè)計(jì)中,可編程邏輯塊的設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
   本文使用130nm工藝設(shè)計(jì)了一款適用于1000萬(wàn)系統(tǒng)門FPGA的可編程邏輯塊。根據(jù)從頂?shù)降椎娜ㄖ圃O(shè)計(jì)方法,首先利用實(shí)驗(yàn)法及CAD工具完成了總體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì),然后根據(jù)各模塊的可配置的功能特點(diǎn)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)電路

2、的基本形式,完成了電路的手工搭建工作,并且利用Elmore線性模型及Logic effort方法完成速度的優(yōu)化及晶體管尺寸的確定,最后根據(jù)總體結(jié)構(gòu)及面積的大小進(jìn)行了版圖規(guī)劃,并對(duì)所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行功耗評(píng)估、仿真驗(yàn)證、速度性能對(duì)比等。
   設(shè)計(jì)完成的可編程邏輯塊,獨(dú)有一條快速的查找表輸出路徑,提高了查找表獨(dú)立使用時(shí)的速度,與Xilinx VirtexⅡ相比該路徑速度提升了接近10%;另外加入了一條快速進(jìn)位路徑,提高了FPGA實(shí)現(xiàn)加

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