FPGA架构设计与逻辑结构深入探索

FPGA器件的整体结构是由逻辑功能块排列成阵列组成，通过可编程的内部连线连接这些逻辑功能块来实现不同的设计。

FPGA的编程配置元件是静态随机存储器SRAM，由于SRAM容易制造、可重复编程，并且使用次数几乎无限，因此能够实现更高密度、更高集成度以及更复杂的可编程逻辑器件。 FPGA通常包含三类基本资源：可编程逻辑功能块（CLB）、可编程输入/输出块（IOB）、可编程内部互连资源（PIR)。

除了基本资源外，FPGA可能还包含存储器资源（块RAM、分布式RAM）、数字时钟管理单元、算数运算单元、多电平标准兼容的I/O接口、高速串行I/O接口、特殊功能模块以及微处理器等。

FPGA与PLD的主要区别在于编程原理，PLD修改具有固定内联电路的逻辑功能进行编程，而FPGA修改内连线的布线更适合实现多级的逻辑功能。

FPGA中的查找表（Look-Up-Table）本质上是一个RAM，可以通过地址查找得到预期的逻辑数据输出，是实现组合逻辑的关键。有关LUT结构FPGA的优缺点，优点在于可再编程和系统内再编程的性能，而缺点是掉电时静态存储器的内容会丢失。

CPLD和FPGA的比较在于适用性，FPGA更适合时序逻辑，而CPLD更适合完成各种组合逻辑。

在编程上，FPGA具有更大的灵活性，通过改变内部连线的布线来编程，而CPLD主要通过修改具有固定内连电路的逻辑功能来进行编程。

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