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FPGA器件设计技术发展综述 杨海钢等

更新时间:2019-12-05 10:28:30 大?。?/b>538K 上传用户:江岚查看TA发布的资源 浏览次数:132 下载积分:2分 下载次数:0 次 标签:fpga 出售积分赚钱 评价赚积分 ( 如何评价?) 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

摘 要:现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为一种可编程逻辑器件,在短短二十多年

里从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心,在计算机硬件、通信、航空航天和汽车电子等诸多领域有着

广泛的应用。伴随着半导体工艺技术的进步,FPGA 器件的设计技术取得了飞跃性突破。该文在回顾FPGA 发展

历史的同时,对目前主流FPGA 器件的前沿技术进行总结,并对新一代FPGA 的发展前景进行展望。


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32 3 期  
2010 3 月  
电 子 与 信 息 学 报  
Vol.32No.3  
Mar.2010  
Journal of Electronics & Information Technology  
FPGA 器件设计技术发展综述  
①②  
杨海钢  
孙嘉斌  
(中国科学院电子学研究所 北京 100190)  
(中国科学院研究生院 北京 100039)  
(美国纽约州立大学)  
摘 要:现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)作为一种可编程逻辑器件,在短短二十多年  
里从电子设计的外围器件逐渐演变为数字系统的核心,计算机硬件、、空航天和汽车电子等诸多领域有着  
广泛的应用。伴随着半导体工艺技术的进步,FPGA 器件的设计技术取得了飞跃性突破。该文在回FPGA 发展  
历史的同时,对目前主FPGA 器件的前沿技术进行总结,并对新一FPGA 的发展前景进行展望。  
关键词:现场可编程门阵列(FPGA);VLSI;可编程器件;CMOS  
中图分类号TN47  
文献标识码: A  
文章编号1009-5896(2010)03-0714-14  
DOI:10.3724/SP.J.1146.2009.00751  
An Overview to FPGA Device Design Technologies  
①②  
Yang Hai-gang  
Sun Jia-bin  
Wang Wei  
(Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)  
(Graduate University, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)  
(The State University of New York)  
Abstract: As a programmable logic device, Field Programmable Gate Array(FPGA)has evolved from merely a  
peripheral component in an electronic design to become a core processing element of digital systems over the last  
two decades. It finds extensive applications in many fields, such as computer hardware, communication, aviation,  
spaceflight and automobile-electronics, etc. The FPGA chip design research achieves a significant progress with the  
advance of semi-conductor technologies. This survey reviews the past history, presents status and future trend in  
the ever quest for high performance FPGAs.  
Key words: Field Programmable Gate Arrays (FPGA); VLSI; Programmable logic device; CMOS  
1 序言  
FPGA中实现的设计也可迅速定制为专用芯片进  
行投产[3];在新工艺节点上用 FPGA 转换和重新实  
现已ASIC 产品,将使产品的升级更容易。  
与通DSP(Digital Signal Processing)器件相  
,FPGA 利用并行架构实DSP 功能,不少应  
用场合性能可超过通用 DSP 处理器的串行执行架  
构。在需要大数据吞吐量、数据并行运算等高性能  
应用中,往往使用具有 DSP 运算功能的 FPGA 或  
FPGA DSP 协同处理实现[4]。  
本文第 2 节回顾可编程器件的发展历史;第 3  
节对目前主FPGA的结构理论和设计方法进行概  
述与分析;4 FPGA 前沿设计技术的发展趋  
势和面临的挑战进行探讨,FPGA 技术发展  
前景进行展望;最后,5 节总结全文。  
现场可编程门阵列(Field Programmable Gate  
Arrays,FPGA)是一种可编程使用的信号处理器件,  
用户可通过改变配置信息对其功能进行定义,以满  
足设计需求。与传统数字电路系统相比,FPGA 具  
有可编程、高集成度、高速和高可靠性等优点,通  
过配置器件内部的逻辑功能和输入/输出端口,原  
来电路板级的设计放在芯片中进行,提高了电路性  
能,降低了印刷电路板设计的工作量和难度,有效  
提高了设计的灵活性和效率[1]。  
ASIC(Application Specific Integrated  
Circuit)相比,FPGA 具有显著的优势发周期短、  
前期投资风险小、产品上市速度快、市场适应能力  
强和硬件升级空间大[2];当产品定型和扩大产量后,  
2 可编程器件发展历史  
2009-05-18 收到,2009-11-24 改回  
通信作者:杨海钢
2070年代以来,编程逻辑器件(PLD,  

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