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FPGA芯片结构

如图1-1所示(注:图1-1只是一个示意图,实际上每一个系列的FPGA都有其相应的内部结构),FPGA芯片主要由6部分完成,分别为:可编程输入输出单元、基本可编程逻辑单元、完整的时钟管理、嵌入块式RAM 除了块RAM,还可以将 FPGA中的LUT灵活地配置成RAM、ROM和FIFO等结构。在实际应用中,芯片内部块RAM的数量也是选择芯片的一个重要因素。 FPGA芯片内部有着丰富的布线资源,根据工艺、长 度、宽度和分布位置的不同而划分为4类不同的类别。 Xilinx公司生产的芯片上集成了 DLL,Altera公司的芯片集成了PLL,Lattice公司的新型芯片上同时集成了PLL和DLL。PLL 和DLL可以通过IP核生成的工具方便地进行管理和配置。 07 内嵌专用硬核 内嵌专用硬核是相对底层嵌入的软核而言的,指FPGA处理能力强大的硬核(Hard Core),等效于ASIC电路。为了提高FPGA性能,芯片生产商在芯片内部集成了一些专用的硬核。

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FPGA芯片行业科普

中国FPGA芯片行业产业链下游分析 中国FPGA芯片行业下游应用市场覆盖范围广泛,以电子通信、消费电子占据头部,工业控制、机器人控制、视频控制、自动驾驶和服务器等多领域具备巨大发展潜力。 ​ 相对而言,嵌入单块FPGA导致服务器整体功耗增加约30W。 FPGA部署方式特点及限制: 1、集群部署特点及限制:FPGA芯片构成专用集群,形成FPGA加速卡构成的超级计算器(如Virtex系列早期实验板于同一硅片部署6块FPGA,单位服务器搭载4块实验板)。 •类同于集群部署模式,该模式不支持不同机器FPGA间通信; •搭载FPGA芯片服务器具备高度定制化特点,运维成本较高。 ​ Azure服务器部署FPGA模式:Azure针对网络及存储虚拟化成本较高等问题采取FPGA分享服务器网络部署模式。

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    FPGA零基础学习:FPGA芯片简介

    FPGA零基础学习:FPGA芯片简介 大侠好,欢迎来到FPGA技术江湖。 FPGA芯片简介 作者:郝旭帅 校对:陆辉 在介绍FPGA芯片之前,首先介绍一下等效电路。 先解释一下“等效”。 等效是指效用相同。通俗的解释就是不关心过程,结果是相同的。 FPGA是一种芯片,有很多的厂商都在生产和销售,下面简要介绍几个厂家以及他们的芯片。 国产FPGA 京微齐力、西安智多晶微电子、紫光国微、高云等等,他们都拥有自己的FPGA系列芯片。 目前学习FPGA设计,使用INTEL FPGA和Xilinx FPGA的居多,这两家的FPGA芯片也是应用最多的。

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    FPGA零基础学习:FPGA芯片简介

    FPGA芯片简介 作者:郝旭帅 校对:陆辉 在介绍FPGA芯片之前,首先介绍一下等效电路。 先解释一下“等效”。 等效是指效用相同。通俗的解释就是不关心过程,结果是相同的。 ? 在介绍FPGA芯片结构之前,首先就FPGA和单片机做一个简单的对比。 单片机是一种微处理器,类似于电脑CPU。 FPGA是一种芯片,有很多的厂商都在生产和销售,下面简要介绍几个厂家以及他们的芯片。 国产FPGA 京微齐力、西安智多晶微电子、紫光国微、高云等等,他们都拥有自己的FPGA系列芯片。 目前学习FPGA设计,使用INTEL FPGA和Xilinx FPGA的居多,这两家的FPGA芯片也是应用最多的。

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    几种 FPGA 芯片的工艺结构

    5、PLL 锁相环,EP4CE6E22C8N 最大的倍频至 250MHz,这也是该芯片的最大工作频率。 1、基于 SRAM 结构的 FPGA 目前最大的两个 FPGA 厂商 Altera 公司和 Xilinx 公司的 FPGA 产品都是基于 SRAM 工艺来实现的。 2、基于反熔丝结构的 FPGA 目前 FPGA 厂商 Actel 公司的 FPGA 产品都是基于反熔丝结构的工艺来实现的,这种结构的 FPGA 只能编程一次,编程后和 ASIC 一样成为了固定逻辑器件。 3、基于 Flash 结构的 FPGA Flash 具备了反复擦写和掉电后内容非易失特性,因而基于 Flash 结构的 FPGA 同时具备了 SRAM 结构的灵活性和反融丝结构的可靠性。 基于 Flash 结构的 FPGA 在加电时没有像基于 SRAM 结构的 FPGA 那样大的瞬间高峰电流,并且基于 SRAM 结构的 FPGA 通常具有较高的静态功耗和动态功耗。

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    FPGA异构计算芯片的特点

    FPGA异构计算芯片的特点 1 异构计算:WHY 明明CPU用的好好的,为什么我们要考虑异构计算芯片呢? 随着互联网用户的快速增长,数据体量的急剧膨胀,数据中心对计算的需求也在迅猛上涨。 3.2.3 FPGA计算能力分析 FPGA作为一种高性能、低功耗的可编程芯片,可以根据客户定制来做针对性的算法设计。 FPGA芯片结构是否可以充分发挥浮点计算能力? 我们看到的市场现状也是如此:使用 FPGA 做深度学习加速的多是企业用户,百度、微软、IBM 等公司都有专门做 FPGA 的团队为服务器加速,而做 FPGA 方案的初创公司 Teradeep 的目标市场也是服务器 ,可以根据业务形态来配置不同的逻辑实现不同的硬件加速功能;举例来讲,当前服务器上的FPGA板卡部署的是图片压缩逻辑,服务于QQ业务;而此时广告实时预估需要扩容获得更多的FPGA计算资源,通过简单的FPGA

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    FPGA 控制 RGMII 接口 PHY芯片基础

    大侠好,欢迎来到FPGA技术江湖,江湖偌大,相见即是缘分。大侠可以关注FPGA技术江湖,在“闯荡江湖”、"行侠仗义"栏里获取其他感兴趣的资源,或者一起煮酒言欢。 今天和大侠简单聊一聊FPGA 控制 RGMII 接口 PHY芯片基础,话不多说,上货。 一、前言 网络通信中的PHY芯片接口种类有很多,之前接触过GMII接口的PHY芯片RTL8211EG。 数据发送方向,FPGA侧的TX_CLK信号不需要额外处理,也就是说FPGA发送与数据边沿对齐的时钟信号。TXD和TX_CLK信号波形如图。 ? PHY内部会调整TX_CLK,使之能够稳定采样TXD。 可见,使PHY芯片工作在延迟模式下时,FPGA不需要添加额外的逻辑来保证稳定采样。发送方向直接将数据驱动时钟作为TX_CLK信号发送,接收方向直接利用RX_CLK对RXD信号采样。 FPGA与RGMII接口的PHY芯片之间的时序关系按照数据接口同步和数据采样方式属于源同步DDR采样。input delay约束对应接收方向,时序关系是中心对齐。

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    今日说“法”:FPGA芯片如何选型?

    今日说“法”:FPGA芯片如何选型? 今天带来的是“FPGA芯片如何选型?”,话不多说,上货。 FPGA芯片如何选型 在FPGA的设计与研发过程中,我相信不少工程师应该遇到过FPGA芯片选型这种头疼的事情。为什么说是头疼呢? 有点太直白了,哈哈哈,那下面我们就来聊聊FPGA芯片如何选型,仅供参考,交流学习,共同进步。 关于FPGA芯片选型,这个问题真的很严肃,因为你既要考虑到性能还要兼顾到成本,说白了也就是性价比。 如果你需要一个带ADC的FPGA芯片,那么可能你只能选择Xilinx和Actel的某些带ADC的FPGA; 2、看芯片厂商的供货。 至于FPGA芯片本身,只是一个载体。

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    今日说“法”:FPGA芯片如何选型?

    今天带来的是“FPGA芯片如何选型?”,话不多说,上货。 ? FPGA芯片如何选型 在FPGA的设计与研发过程中,我相信不少工程师应该遇到过FPGA芯片选型这种头疼的事情。为什么说是头疼呢? 有点太直白了,哈哈哈,那下面我们就来聊聊FPGA芯片如何选型,仅供参考,交流学习,共同进步。 关于FPGA芯片选型,这个问题真的很严肃,因为你既要考虑到性能还要兼顾到成本,说白了也就是性价比。 如果你需要一个带ADC的FPGA芯片,那么可能你只能选择Xilinx和Actel的某些带ADC的FPGA; 2、看芯片厂商的供货。 但如果要做比较大型的ASIC芯片的validation,对FPGA的逻辑资源,带宽以及运行频率的要求都比较高,那么就要去评估Stratix系列的FPGA。 至于FPGA芯片本身,只是一个载体。

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    FPGA学习altera 系列 第十五篇 固化fpga配置芯片

    FPGA虽然有重新配置的优势,带来的不利就是它每次在系统掉电之后,之前载入的程序将会丢失,系统上电后需要重新配置。设计者为了弥补这项缺陷,在FPGA芯片的旁边都会设置一个flash(掉电不丢失)。 固化FPGA配置芯片的方式有两种:一种是大家都知道的AS配置(.pof文件),另外一种是通过JTAG配置(.jic文件)。 .sof文件和.pof文件相信读者都已经很熟悉了,但是现在的开发板上大部分把AS配置口去掉了,难道就不让去固化FPGA配置芯片了吗?答案是否定的,我们可以通过JTAG固化FPGA配置芯片。 ? 选择FPGA芯片的型号,点击OK ? 7. 选择SOF DATA,点击Add file ? 8. 找到.sof文件,点击Open ? 9. 点击Generate即可。 ? 10. 固化FPGA配置芯片的速度很慢,耐心等待即可。当配置完成时,芯片处于不工作状态,设计者只需将系统断电,再上电即可。如果还是有不明白的读者可以发邮件到我邮箱或者加群询问。 END

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    Xilinx芯片太贵,我选择国产替代!聊聊国产FPGA芯片选型

    由于疫情席卷全球,FPGA芯片生产上下游企业都受到了影响,导致FPGA芯片价格上涨的非常高,一些用量比较大的中低端FPGA产品的价格是原来的几十倍,而且是处于有价无市的状态! 4.复旦微(上海) http://www.fmsh.com 复旦微是国内FPGA领域技术较为领先的公司之一,目前已可提供千万门级FPGA芯片、亿门级FPGA芯片以及嵌入式可编程器件(PSoC)共三个系列的产品 复旦微的亿门级FPGA芯片,基于28nm工艺制程,采用业内先进的CMOS工艺,是国内最早研制成功的亿门级FPGA芯片,且目前已经实现了量产销售。 3.兼容芯片的兼容性和知识产权问题 国产FPGA是从逆向设计转到自主研发的,有的国内FPGA厂商提供有完全兼容Xilinx、Altera部分型号的FPGA芯片,对于这类产品,需要考虑FPGA硬件和软件的兼容性 5.性价比、货源 芯片的性价比是极为重要的一个因素,相比于Xilinx和Altera,如果同等性能的芯片,国产FPGA芯片有价格优势,我相信很多用户会选择进行国产替代。

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    大话FPGA-“万能的芯片?”

    说起FPGA之前,先提个问题。 芯片的本质是什么? 老哥认为芯片的本质是电路! 简单来说,数字芯片,不论多复杂,其底层就是 与,或,非的组合。 文章开头说过了, 芯片的本质就是电路。 那么FPGA的本质是什么? FPGA本质也是一种芯片FPGA更适合做ASSP,配合CPU做专门的运算单元使用,适合专一的大数据量的计算。 FPGA既然是”万能的芯片“,似乎那就可以替代实现所有芯片功能。 是不是可以不研发专用芯片,只用FPGA。 2014年,俄罗斯并入克里米亚,美国出售制裁,美国对俄罗斯的封锁禁运也是很厉害,俄罗斯芯片告急,特别是高端的FPGA芯片,某司FPGA芯片抓住这个机会,解决了国际友人的燃眉之急,成就了某司的FPGA出口 芯片设计中,其中有个环节叫做FPGA原型验证,FPGA原型验证就是把芯片代码放在FPGA做原型实现,加快芯片设计迭代的速率。 本文开始说:FPGA特性,就是能够描述芯片电路。

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    FPGA和外围接口-第一章 爱上FPGA(1.3.1 Xilinx FPGA主流芯片选型))

    FPGA和外围接口-第一章 爱上FPGA 第1章 爱上FPGA- 1.3.1 XilinxFPGA主流芯片选型 这章在原计划中是没有的,网上关于FPGA的介绍不说有万篇,千篇文章是有的,所以这章简介部分会很简洁 ,但是对于Xilinx和Intel家的FPGA主流芯片选型指导和命名规则会详细介绍,因为这部分会是入门遇到的第一个问题。 1.3.1 XilinxFPGA主流芯片选型 在采用FPGA电路设计中,首先要进行芯片选型。而芯片选型都是根据你的设计需求来找器件,不确定需求的话就无从谈起选型。 主流PLD产品 主流FPGA产品 PS:微信公众号对于表格的处理是真的垃圾,全部都乱了,所以只能转成PDF了,大家有兴趣可以下载看看。 ? ?

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    FPGA和外围接口-第一章 爱上FPGA(1.3.2 Intel FPGA 主流芯片选型 ))

    FPGA和外围接口-第一章 爱上FPGA 第1章 爱上FPGA- 1.3.2 Intel FPGA 主流芯片选型 这章在原计划中是没有的,网上关于FPGA的介绍不说有万篇,千篇文章是有的,所以这章简介部分会很简洁 ,但是对于Xilinx和Intel家的FPGA主流芯片选型指导和命名规则会详细介绍,因为这部分会是入门遇到的第一个问题。 1.3.2 Intel FPGA 主流芯片选型 下图一眼就能看出 Intel 厂家的 FPGA 和 CPLD 系列型号 ? Stratix IV系列FPGA 简评:Intel 的40-nm解决方案进一步提高了芯片系统 (SoC) 的集成度,使您能够彻底的进行产品创新。 简评:Startix芯片在2002年的推出,改变了Intel在FPGA市场上的被动局面。该芯片适合高端应用。随着2005年新一代StratixII器件的推出,将被StratixII逐渐取代。

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    FPGA Xilinx Zynq 系列(十)芯片比较 之 比较一:Zynq对FPGA

    芯片比较(“ 为什么我需要Zynq”) 4.1 芯片选择的条件 4.2 比较一:Zynq 对 FPGA 4.2.1 MicroBlaze 处理器 4.2.2 MicroBlaze 单片机系统 芯片比较(“ 为什么我需要Zynq”) 就像处理器或FPGA可以用于多种不同的问题一样,Zynq 也是这样。适合于 Zynq 的应用有很多,并不单一。 较小的 Zynq 芯片里的 PL 对应于 Artix-7 FPGA,而较大的等价于 Kintex-7。我们接下去几页的讨论会关注于在这些芯片上实现嵌入式处理的几种可能。 FPGA 普遍用于实现软处理器已经十逾年了,由于这些芯片被部署于更为精密的应用上,因此对基于处理器的系统的要求也不断增长。 图 4.2: 带有软处理器 (MicroBlaze)的 FPGA 与带有硬处理器 (ARM)和可选的软处理器 (MicroBlaze)的 Zynq 芯片的比较 我们也讨论了其他基于 FPGA 的嵌入式处理器

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    FPGA 主流芯片选型指导和命名规则(二)

    对于Altera和Xilinx各家的FPGA的主流芯片的介绍见上一篇。 传送门 2.FPGA命名规则 2.1.Altera命名规则 上一篇先介绍的Xilinx,这篇就先介绍A家的吧。    * Cyclone(飓风):Altera中等规模FPGA,2003年推出,0.13um工艺,1.5v内核供电,与Stratix结构类似,是一种低成本FPGA系列 ,是目前主流产品,其配置芯片也改用全新的产品 * Stratix :altera大规模高端FPGA,2002年中期推出,0.13um工艺,1.5v内核供电。集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。 简评:Startix芯片在2002年的推出,改变了Altera在FPGA市场上的被动局面。该芯片适合高端应用。随着2005年新一代StratixII器件的推出,将被StratixII逐渐取代。    2.2.Xilinx主流芯片选型 2.2.1.xilinx的FPGA命名规则   Xilinx的ug112第一章中介绍了Xilinx公司的FPGA命名规则。

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    如何读取FPGA芯片的序列号ID?

    和单片机一样,FPGA芯片内部同样也有ID,具有不可修改的属性。以常用的Xilinx和Altera为例,Altera称之为Chip ID,Xilinx FPGA称之为Device DNA。 加载程序后可以先从flash读出该段字节做比较,如果相同,则让FPGA启动相应的逻辑,如不同,则代表该FPGA没有经过用户授权,用户逻辑上可以关闭FPGA的逻辑功能甚至可以通过一些手段让硬件损坏。 Xilinx的FPGA芯片,在7系列和7系列之前的产品,DNA是一个57Bit的数据,而在7系列之后,如Ultraslace等新型号,DNA是96Bit。 方法1:通过JTAG读取 ISE环境,以14.7版本为例,将下载器连接到FPGA芯片之后,使用iMPACT软件,在已经连接的芯片上右键选择Read Device DNA,可以读出芯片的DNA。 方法2:调用原语读取 通过我们需要在程序读取出芯片的DNA,可以通过调用DNA_PORT原语的方式来读取芯片的DNA。

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    拆解FPGA芯片,带你深入了解其原理

    拆解FPGA芯片,带你深入了解其原理 现场可编程门阵列(FPGA)可以实现任意数字逻辑,从微处理器到视频生成器或加密矿机,一应俱全。 这种FPGA比现代FPGA简单得多,它只包含64个逻辑块。而现代FPGA中的逻辑块有几千个或数百万个,但它导致了目前价值数十亿美元的FPGA产业。由于其重要性,XC2064被列入芯片名人堂。 下图显示了XC2064芯片的布局。FPGA的主要部分是8×8的网格。每个图块包含一个逻辑块和相邻的路由电路。 FPGA 的内存不是使用 RAM 块进行存储,而是分布在 160×71 网格中的芯片上,确保每个位都位于它控制电路旁边。下图显示了配置比特流如何加载到 FPGA 中。 此过程将重复 FPGA 的所有 160 列,将整个比特流加载到芯片中。使用移位寄存器可避免大量内存寻址电路。

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    简谈CPU、MCU、FPGA、SoC芯片异同之处

    今天和大侠简单聊一聊CPU、MCU、FPGA、SoC这些芯片异同之处,话不多说,上货。 总体来说,由于FPGA资源丰富功能强大,在产品研发方面的应用突出,当前新推出的可编程逻辑器件芯片主要以FPGA类为主,随着半导体工艺的进步,其功率损耗越来越小,集成度越来越高。 现在,随着超大规模FPGA以及包含SoC内核FPGA芯片的出现,软硬件协调设计和系统设计变得越来越重要。传统意义上的硬件设计越来越倾向于与系统设计和软件设计结合。 PLD(CPLD/FPGA) 因为目前广泛使用的PLD是CPLD和FPGA,因此把这两种芯片作为例子介绍。 前面已经介绍过,CPLD/FPGA的内部结构和CPU完全不同,内部电路可以被多次修改,可以按照用户的编程形成不同的组合逻辑电路、时序逻辑电路结构,是一种“万能”的芯片,CPLD/FPGA看起来像一个CPU

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    FPGA 主流芯片选型指导和命名规则(一)

    1.主流芯片选型 1.1Xilinx主流芯片选型   先上个文档,可以自行下载:   http://download.csdn.net/download/pieces_thinking/9942146   在采用FPGA电路设计中,首先要进行芯片选型。 而芯片选型都是根据你的设计需求来找器件,不确定需求的话就无从谈起选型。 下面简单介绍下主流的芯片吧,现实中也比较常见的,下图一眼就能看出A厂家的FPGA和CPLD系列型号: ? ? 1.2.3.3Stratix IV系列FPGA 简评:Altera 的40-nm解决方案进一步提高了芯片系统 (SoC) 的集成度,使您能够彻底的进行产品创新。

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