浙江科技大学：《可编程器件EDA技术与实践》课程教学课件（讲稿）第2章 可编程逻辑器件的结构与工作原理 2.4 现场可编程门阵列FPGA

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件CLBIR可配置互连资源逻辑块现场可编程门阵列FPGAIOB输入/输出模块

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 IR 互连资源 IOB 输入/输出 模块 CLB 可配置 逻辑块 现场可编 程门阵列 FPGA

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件可编程布线资源可编程输入/输出-1/O可编程逻辑单元FPGA的基本结构

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 FPGA的基本结构 可编程输入/输出 I/O 可编程逻辑单元 C 图9-40 可编程布线资源 CLB

可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件CLB是实现用户功能的基本单元，规则地排列成一个阵列，散布于整个芯片IOB完成芯片上逻辑与外部封装引脚的接口，排列在芯片的四周MIR包括各种长度的连线线段和可编程连接开关连接各个CLB及IOB

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 CLB是实现用户功能的基 本单元，规则地排列成一 个阵列，散布于整个芯片 IOB完成芯片上逻辑与 外部封装引脚的接口， 排列在芯片的四周 IR 包括各种长度的连线 线段和可编程连接开关. 连接各个CLB及IOB

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件配置数据存放在FPGA的功能片内的SRAM或由逻辑结构的熔丝图上配置数据决定可以控制加载过程在现场修改器件的逻辑功能，即所谓现场配置数据可以存储编程在片外的EPROM、E2PROM或计算机软、硬盘中

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 FPGA的功能 由逻辑结构的 配置数据决定 配置数据存放在 片内的SRAM或 熔丝图上 配置数据可以存储 在片外的EPROM、 E2PROM或计算机 软、硬盘中 可以控制加载过程， 在现场修改器件的逻 辑功能， 即所谓现场 编程

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件可配置逻辑块CLB的三种结构形式查找表结构2多路开关结构多级与非门结构

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 可配置逻辑块CLB的三种结构形式 1 查找表结构 2 多路开关结构 3 多级与非门结构

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件查找表逻辑结构输入1--输入2查找表输出LUT输入3-*1输入4-

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 查找表逻辑结构 查找表 LUT 输入1 输入2 输入3 输入4 输出

可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件SC2XC4000的CLB结构HIDINS/REC信号变换电路R/S控制GDING4G, ~G4F9YOIDSDG3G逻辑GHG2>C1函数GEC RDHF,G,HYGH逻辑H函数R/S控制FF4QDEGHF,~F4ID SDXOF3逻辑FF2C1函数EC RDF11时钟 CPHXF

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 XC4000的CLB结构 G1～G4 逻辑 G ' 函数 G4 G3 G2 G1 G F1～F4 逻辑 F ' 函数 F4 F3 F2 F1 F F',G',H 1 逻辑 H ' 函数 H Q DIN F' G' H' G ' H' DIN F ' G' H' C1 1D EC RD SD YQ R/S 控制 H1 DIN S/R EC Q XQ R/S 控制 Y C1 1D EC RD SD F ' H ' X 1 1 时钟CP 图9-41 C1 C2 C3 C4 信号变换电路

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件F/GF/G4变量F'G5变量HFG'输出输入输入H一输出(a)(b)FF'H9变量H'一输出输入GG(c)CLB的配置

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 CLB的配置

可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件两个D触发器的时钟、时钟使能、置位和复位均可被独立设置，独立工作，可以实现不同功能的时序逻辑电路时钟使能时钟通过信号变换电路可编程确定时钟上升受外部信号控制或沿触发或下降沿触发固定逻辑1电平置位和复位经信号变换电路，分别进行异步置位或异步清0操作，也可对一只触发器异步置位而另一只异步清0

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 两个D触发器的时钟、时钟使能、置位和复位均可被独立 设置，独立工作，可以实现不同功能的时序逻辑电路。 时钟 可编程确定时钟上升 沿触发或下降沿触发 时钟使能 通过信号变换电路 受外部信号控制或 固定逻辑1电平 置位和复位 经信号变换电路，分别进行异步置位或 异步清 0 操作， 也可对一只触发器异步 置位而另一只异步清 0

E可编程逻辑器件第二章可编程逻辑器件D触发器激励端的数据来源是由编程确定数据选择器HDING

可编程逻辑器件 第二章 可编程逻辑器件 D触发器激励端的数据来源是由编程确定 G′ F′ H′ DIN 数据选择器