0.18umfpga可編程邏輯單元設計與實現(xiàn)

1、摘要摘要FPGA不僅能夠降低數(shù)字系統(tǒng)的開發(fā)風險與開發(fā)成本、縮短上市時間，而且通過動態(tài)編程、遠程在線重構等技術可以有效地降低系統(tǒng)的維護升級成本，因此在通訊、多媒體、工業(yè)控制、數(shù)值計算等領域得到了廣泛的應用。可編程邏輯單元是整個硬件系統(tǒng)的核心，正是靠它來實現(xiàn)所有的組合邏輯函數(shù)和絕大多數(shù)數(shù)據(jù)鎖存功能，因此可編程邏輯單元的設計是FPGA設計的重中之重。本文圍繞基于LUT的FPGA可編程邏輯單元的研究，提出了分布式RAM、移位寄存器功能的設計思路

2、與具體實現(xiàn)方案將二者的時序控制單元合并成一個以減小面積對進位鏈邏輯進行了擴展，包括利于實現(xiàn)乘法功能、可實現(xiàn)多個表達式相與(或)的功能以及便于實現(xiàn)計數(shù)器功能設計了時序存儲單元數(shù)據(jù)的抓捕、寫回電路以支持可重配置功能闡述了其中幾個重要單元如七管SRAM單元、電平恢復單元等電路的設計思路、具體實現(xiàn)以及建模與仿真，并對整個可編程邏輯單元的不同功能進行了功能與性能上的仿真。本文自主開發(fā)的FpGA芯片(代號FDp1000K)采用SMICo.18umL

3、ogieIP6MSalieide1.8V3.3V工藝，共包含1200個可編程邏輯片、240個用戶可用FO以及10塊4KBits塊狀雙口RAM。通過全定制電路設計方法對FDP1000K芯片進行版圖實現(xiàn)，并進而流片。關鍵詞:現(xiàn)場可編程門陣列可編程邏輯單元可編程邏輯片查找表中圖分類號:TN47目錄目錄摘要，.....................................................................

4、...........................……”......……”…nAbstract..................................................……，...................................................……”.111目錄..........................................................

5、.............................................................……IV第1章引言............……，..............……”.............................................................……““.11.1FPGA概述...........……，..…，..……，...................

6、……、.......................................……11.2工作內(nèi)容..................……，二，......................................................……、..……，…，…11.3論文組織..................................……，...................................

7、...................……2第2章技術背景...................................................................……32.1FPGA總體結構……，.............................……，...........……32.2FPGA內(nèi)部單元結構..............................................，…

8、…52.2.1可編程控制點結構，..........……‘.......................4一52.2，2可編程邏輯單元結構........................................，……52.2.3互連資源結構...................……，......................，、……82.3FPGA軟件設計流程..................................

9、……，.…，二，……9第3章可編程邏輯單元結構與功能................……“...……”..............................……n3.1FDP10OOK可編程邏輯單元的架構......……，.，二，.....................................……113.2FDP100OK中Slice以及CLB的功能介紹……，…，.............................

10、...……巧3.2.1組合邏輯功能..............................……，二，...……巧3.2.1.1兩個四輸入任意邏輯.......……，，....……，...............……、............……巧3.2.1.2五輸入任意邏輯.……，.…，......................................……，........……153.2.1.3部分九輸入邏輯.......

11、............……，.....……，......1.……173.2.1.4四選一MUX.…，.................……‘.....……，......................……，…，……173.2.2加法、乘法和進位鏈邏輯功能，.......................................……、.……，.…183.2.3時序邏輯功能二，............................

12、..................一243.2.3.1分布式RA為1的設計........................……、.....……，..……，..…，...……253.2.3.2移位寄存器的電路設計...........................……，....................……293.2.3.3總的時序控制電路設計.…、……，......................……，............

13、...……31第4章SLICE單元電路設計以及仿真..................................................……”二“.…324.1單元電路設計...……，.....................................................，……324.1.1電平恢復電路.......................……，.......……，................