《FPGA基础知识培训》PPT课件

北京青翼凌云科技有限公司研发部,FPGA基础培训教程,为您提供智能嵌入式系统解决方案,主要内容,FPGA设计基础理论知识介绍FPGA硬件设计FPGA软件设计XilinxFPGA器件概述XilinxFPGA开发流程,2006,数字系统理论基础,2006,数字系统理论基础,图基本的D-Latch,图基本的D-Flip-Flop,两者的优点与缺点？,2006,几种典型的数字系统,2006,几种典型的数字系统,几种典型数字系统之间,FPGA与CPLD的区别与联系以及应用场景？FPGA与ASIC的区别与联系以及应用场景？ASIC与ASSP的区别与联系以及应用场景？ASIC与ASSP未来的发展方向？异构多处理系统的优势何在？可编程器件与DSP（MPU）的区别？可编程器件与ARM（MCU）的区别？可编程器件与GPU的区别？,2006,硬件描述语言,专业术语,IP（IntellectualProperty）核即知识产权，是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序软核（SoftCore）用HDL语言建立的数字系统模型固核（FirmCore）用HDL建模和综合后生成的网表硬核（HardCore）对功率、体积和性能进行了优化，并映射至特定的工艺。具体实例包括已完成布局布线的网表，以特定工艺库或全定制物理布图，或两者之组合。网表（netlist）是一个电路的雏形、电路之间硬件的连接形式综合就是在所给的标准单元库和设计约束的前提下，将对电路的HDL高级语言描述，转化成优化过的门级网表的处理过程,2006,硬件描述语言Verilog的抽象,Verilog的抽象,系统级(system)用高级语言对电路模块的外部性能进行设计和描述算法级(algorithmic)用高级语言结构设计算法RTL级(RegisterTransferLevel)描述数据在寄存器之间流动和如何处理这些数据门级(gate-level)描述逻辑门以及逻辑门之间的连接开关级(switch-level)描述器件中三极管和储存节点以及它们之间连接,2006,现代FPGA设计流程,2006,FPGA硬件设计方法,通用系统平台,芯片选型功能、性能、接口、资源评估接口预验证高速接口、存储器接口原理设计电源设计、时钟设计、复位设计、接口设计、加载硬件调试在线调试,2006,FPGA硬件设计方法,通用系统平台,2006,FPGA软件设计方法,通用系统平台,设计方法的种类原理图设计方法、硬件描述语言设计方法设计思想自顶向下、模块化设计设计流程需求分析、模块划分、设计输入、综合优化、时序收敛设计技巧模块复用、面积与速度的互换、流水线、乒乓操作,软件设计的几大难点,异步跨时钟域的处理异步设计与亚稳态高速设计中的时序收敛大规模逻辑设计的总体架构大规模逻辑设计中的模块划分大规模逻辑设计中的接口互联大规模逻辑设计中的资源优化大规模逻辑设计中的执行效率,FPGA软件设计方法,FPGA设计的时序分析,软件设计的几大难点,异步跨时钟域的处理异步设计与亚稳态高速设计中的时序收敛大规模逻辑设计的总体架构大规模逻辑设计中的模块划分大规模逻辑设计中的接口互联大规模逻辑设计中的资源优化大规模逻辑设计中的执行效率,FPGA软件设计方法,FPGA设计的时序分析,FPGA设计的接口互联,产生原因,FPGA软件设计之时序分析,静态时序,影响程度,动态时序,周期约束,时序约束,边沿约束,延时约束,时序分析关键词：建立时间保持时间,设计必要性,FPGA软件设计方法时序收敛,产生原因,影响程度,设计必要性,解决问题：板级互联,FPGA软件设计之接口互联,板级接口,拓扑结构：星型、树型、网型、交换型,Chip级接口,接口协议：PLB、Wishbone、AXI,模块接口,解决问题：模块间互联,拓扑结构：交换型、点对点型,接口互联关键词：PLB总线wishbone总线AXI总线,接口类型：PCI/PCIE、Ethernet等,FPGA软件设计方法接口互联,解决问题：芯片级互联,拓扑结构：主从型、点对点型,接口类型：SRIO、LVDS、bus型,Xilinx器件概述FPGA,28nm工艺节点,45nm工艺节点,65nm工艺节点,Spartan-3,Virtex-2,Virtex-4,Virtex-5,Spartan-6,Virtex-6,7系列,16nm工艺节点,90nm工艺节点,军品级,军品级,2006,Xilinx器件概述FPGA,Xilinx的65纳米工艺节点Virtex-5系列FPGA,Virtex-5LX系列：高性能通用逻辑系列Virtex-5LXT系列：具有高速串行连接功能高性能逻辑Virtex-5SXT系列：具有高速串行连接功能高性能信号处理应用Virtex-5FXT系列：具有高速串行连接功能高性能嵌入式系统应用,2006,Xilinx器件概述FPGA,通用系统平台,Xilinx的45纳米及其以下工艺节点FPGA,2006,Xilinx器件概述FPGA,通用系统平台,Xilinx的45纳米及其以下工艺节点FPGA,常用型号：LX45/75T,常用型号：325T,常用型号：690T,2006,Xilinx器件概述SOC,通用系统平台,Xilinx的ZYNQMPSoC可以实现异构多处理，具有更高的集成性、可靠性、保密性和智能性,2006,Xilinx器件概述SOC,通用系统平台,Xilinx的ZYNQMPSoC可以实现异构多处理，具有更高的集成性、可靠性、保密性和智能性,常用型号：7Z045,2006,XilinxFPGA开发流程与工具,关键词：仿真（Modelsim/ISM）、开发（ISE）、调试（Chipscope）,综合、实现、布局布线,功能仿真：测试激励、可综合HDL,前仿真（功能仿真）,静态时序分析（STA）,在线调试（Chipscope）,固化配置文件,调试：cdc、icon/ila/vio,2006,XilinxFPGA开发流程与工具modelsim,信号窗口,波形窗口,2006,XilinxFPGA开发流程与工具ISE14.7,2006,XilinxFPGA开发流程与