fpga基礎 基礎元器件

2021-09-28 19:36:55 字數 1534 閱讀 2879

clb是xilinx基本邏輯單元,每個clb包含兩個slices,每個slices由4個(a,b,c,d)6輸入lut(內部封裝了2個5輸入lut)和8個暫存器,2個f7選擇器,1個f8選擇器,乙個由多個與非門所組成的進製鏈.slice也分為slicem和slicel,其中m是memory的首字母,l是logic的首字母,比較slicem和slicel,他們的區別就是slicem的查詢表具有ram和rom的功能,而slicel的則不具備。所以slicem比slicel多的功能就是做儲存器和移位。。

7系列的fpga的lut有6個輸入埠(a1-6),然後有兩個輸出埠(o5,o6)。下圖是slicel裡面的lut。

其可以實現6輸入的布林組合邏輯函式,輸入訊號為a1,a2,a3,a4,a5,a6,輸出埠為o6。如下

o6=f(a1,a2,a3,a4,a5,a6)

其實現方式就是將輸入(a1,a2...a6)對應的輸出在lut裡面預存好(這一步在我們用bit檔案配置fpga時實現),然後把輸入訊號當作位址訊號去把對應的輸出訊號調出來。

同樣其還可以構成兩個5輸入的布林組合邏輯函式,其中這兩個函式共用5個輸入訊號(a1,a2,a3,a4,a5),a6被拉高,o5,o6分別是兩個布林邏輯的輸出。

o5=f(a1,a2,a3,a4,a5)

o6=f(a1,a2,a3,a4,a5)

故這也相當於實現的是乙個5輸入2輸出的邏輯函式。

[o5,o6]=f(a1,a2,a3,a4,a5)

總結一下,就好比單個lut裡面可以預存 2^6=64個結果。那麼單個lut可以實現

(1)輸入訊號最多為6bit,輸出訊號為1bit的的布林邏輯函式;

(2)輸入訊號最多為5bit,輸出訊號為2bit的邏輯。

乙個slice裡面有四個lut故最多可以預存的輸出訊號個數為 2^6*4=2^8。

因此在乙個slice裡面,借助選擇器將多個lut進行互連,可以實現輸入數,輸出數最多為如下所示的邏輯。

(1)2個lut通過互連可以構成7bit輸入,單bit輸出的邏輯。實現方式為兩個lut的輸入訊號a1,a2,a3,a4,a5,a6接到一起,輸出訊號經過選擇器選擇輸出,選擇器的選擇訊號也是邏輯函式的乙個輸入訊號。

將邏輯函式的輸出送到storage element便可以形成同步時序邏輯。

mux將多個lut組合到一起,構成7,8,9輸入的任意函式,f7鏈結兩個lut組成8:1多路器,f8鏈結兩個f7組成16:1多路器

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