Обобщенная структура ПЛИС FPGA. Основные элементы, их назначение и принцип работы.

В наиболее типичном варианте ПЛИС, выполненная по технологии FPGA, состоит из прямоугольной матрицы конфигурируемых логических блоков (Configurable Logic Blocks, CLB), окруженной блоками ввода-вывода (Input/Output Block, IOB). Между CLB располагаются программируемые трассировочные линии.

Между матрицей CLB и блоками ввода-вывода имеются отдельные межсоединения, которые и обеспечивают подключение внешних

сигналов.

Основным элементом ПЛИС FPGA фирмы Xilinx является кон-

фигурируемый логический блок (CLB)

В состав CLB входят:

• три таблицы преобразования LUT (Look-Up Table), которые используются как генераторы логических функций;

• два триггера;

• две группы Аи Впрограммируемых мультиплексоров, играющих роль средств конфигурирования CLB.

Блоки ввода/вывода (БВВ) обеспечивают интерфейс между выводамикорпуса ПЛИС FPGA и ее внутренними логическими схемами. Каждому выводу корпуса придается блок ввода/вывода БВВ, который может быть конфигурирован как вход, выход или двунаправленный вывод.

Логические блоки в ПЛИС FPGA окружены системой каналов, которые состоят из совокупности металлических сегментов («проводов»), соединяемых друг с другом программируемым элементом связи (ключом). Трассировочные каналы вокруг CLB состоят из трех типов соединительных проводов: одинарной длины, двойной длины и длинные сегменты, пересекающие кристалл по всей его длине или ширине

Линии одинарной длины осуществляют соединения соседних или близлежащих CLB. Линии двойной длины огибают переключательные блоки PSM, соседние по отношению к данному, и проходят к следующим, чем облегчается установление более длинных связей. Три длинные линии, пересекающие весь кристалл по длине

(ширине), предназначены на передачу сигналов на большие расстояния и при большой нагрузке.

Выводы логических блоков (CLB) пересекают горизонтальные и вертикальные каналы трассировки, проходящие непосредственно около них, и могут программируемыми элементами связи (ключами) подключаться к линиям каналов. Дальнейшее направление сигналов в нужные цепи осуществляется матрицей программируемых переключателей