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FPGA器件设计技术发展综述 被引量:224
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作者 杨海钢 孙嘉斌 王慰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期714-727,共14页
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... 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。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列(FPGA) VLSI 可编程器件 CMOS
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基于FPGA的硬件可重构数控系统的研制 被引量:9
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作者 秦兴 王文 +1 位作者 李为建 周川东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z1期407-409,共3页
可重构要求是 2 1世纪制造系统的核心能力 ,为了实现数控系统的重构 ,提出了一种硬件实现方法 :将数控系统模块化 ,各模块采用硬件描述语言设计为数控 IP(NC Intellectual Protocol) ,通过数控 IP的集成完成数控系统的设计 ,改变下载到... 可重构要求是 2 1世纪制造系统的核心能力 ,为了实现数控系统的重构 ,提出了一种硬件实现方法 :将数控系统模块化 ,各模块采用硬件描述语言设计为数控 IP(NC Intellectual Protocol) ,通过数控 IP的集成完成数控系统的设计 ,改变下载到现场可编程逻辑器件中的配置数据来完成数控系统功能的重构。 展开更多
关键词 数控系统 重构 现场可编程逻辑器件
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基于可编程逻辑器件的可重构数控系统研究 被引量:17
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作者 王文 秦兴 陈子辰 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 北大核心 2002年第7期565-569,共5页
根据可重构制造系统的发展要求 ,分析了数控系统重构的重要性 ,讨论了可重构制造系统、可重构数控系统和开放式数控系统之间的关系。在此基础上 ,总结了目前实现数控系统重构的软硬件途径 ,然后 ,重点结合可编程逻辑器件和硬件重构技术 ... 根据可重构制造系统的发展要求 ,分析了数控系统重构的重要性 ,讨论了可重构制造系统、可重构数控系统和开放式数控系统之间的关系。在此基础上 ,总结了目前实现数控系统重构的软硬件途径 ,然后 ,重点结合可编程逻辑器件和硬件重构技术 ,提出将可编程逻辑器件应用于可重构数控系统的开发 ,并进行了可实现性、经济可行性分析。最后 ,通过一经济型可重构数控系统的研制 。 展开更多
关键词 可编程逻辑器件 可重构数控系统 大规模集成电路 制造工艺
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采用FPGA控制的IGBT串联高压调制器的研制 被引量:17
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作者 陈文光 饶军 +1 位作者 饶益花 王明伟 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2827-2832,共6页
高压调制器在脉冲功率技术中有很重要的作用,而IGBT串联是固态调制器技术发展的趋势。电路分布参数及各单元电路参数的差别制约可靠性,严重时将造成IGBT在开通、关断过程中集射极间的电压超过额定值而遭损坏。为此,在新的RCD动态均压电... 高压调制器在脉冲功率技术中有很重要的作用,而IGBT串联是固态调制器技术发展的趋势。电路分布参数及各单元电路参数的差别制约可靠性,严重时将造成IGBT在开通、关断过程中集射极间的电压超过额定值而遭损坏。为此,在新的RCD动态均压电路的基础上,利用FPGA和VHDL设计了IGBT驱动信号分配电路,实现了串联IGBT各单元精确延时开通与关断控制、逻辑综合保护,并结合驱动电路完成了缺电、过流、过压保护等。工程上结合中国环流二号装置NBI抑制极电源要求,设计了12 kV/20 A的调制器。实验结果表明,该方法是一种有效的主动式动态均压方法,能为更高电压、电流等级的固态调制器设计提供好的参考与工程应用基础。 展开更多
关键词 高电压 调制器 IGBT串联 动态均压 现场可编程逻辑器件 现场可编程门阵列(FPGA)
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适用于数据通路的可编程逻辑器件FDP100K 被引量:5
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作者 侯慧 马晓骏 +3 位作者 来金梅 童家榕 孙劼 陈利光 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1372-1375,共4页
设计研制了一款适用于数据通路的10万门容量的FPGA器件FDP100K(FDP:FPGA for Data-Path),其主要特点为:可编程逻辑单元结构不同于国际上已有的可编程逻辑单元结构,是一种新颖的基于查询表LUT和多路选择器MUX的混合结构;连线资源结构采... 设计研制了一款适用于数据通路的10万门容量的FPGA器件FDP100K(FDP:FPGA for Data-Path),其主要特点为:可编程逻辑单元结构不同于国际上已有的可编程逻辑单元结构,是一种新颖的基于查询表LUT和多路选择器MUX的混合结构;连线资源结构采用新颖的层次式布线结构,提供高度灵活的布线能力.芯片采用SM IC 0.35μm CMOS工艺,包含1024个可编程逻辑单元和128个可编程IO单元.芯片配合自主开发的软件系统FDE(FPGA Development Environment)进行测试,结果表明:FDP100K芯片的可编程逻辑单元功能正常;芯片的各种连线资源功能正常;可以准确地实现数据通路型电路和其他类型的电路的功能. 展开更多
关键词 现场可编程逻辑器件 数据通路 可编程互连资源 可编程逻辑资源
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CPLD/FPGA的发展与应用之比较 被引量:13
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作者 徐伟业 江冰 虞湘宾 《现代电子技术》 2007年第2期4-7,共4页
可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是一种可由用户对其进行编程的大规模通用集成电路[1]。从PLD的发展历程着眼,主要对PLD的2个发展分支———复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列的基本结构、功能优势和应用场合进行了... 可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)是一种可由用户对其进行编程的大规模通用集成电路[1]。从PLD的发展历程着眼,主要对PLD的2个发展分支———复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列的基本结构、功能优势和应用场合进行了较详尽的分析和比较;并从结构和定义上指出二者的区别,同时根据不同技术要求和设计环境指出了相应的CPLD和FPGA的选择方法,最后给出了PLD最新研究热点和未来的发展趋势。 展开更多
关键词 可编程逻辑器件(PLD) 复杂可编程逻辑器件(CPLD) 现场可编程门阵列(FPGA) 可编程片上系统(SOPC)
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复杂系统的多FPGA可重构设计与实现 被引量:6
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作者 郑文荣 孙朝江 刘少伟 《电子测量技术》 2012年第9期96-98,共3页
大规模可编程逻辑器件基本组成单元包括与或阵列、查找表、多路开关和多级与非门等多种类型,通过对可编程逻辑器件的电路组成结构与基本原理的分析,并对可编程器件的在线可重构技术的方法、设计时序等进行了研究;利用多FPGA的可重构设... 大规模可编程逻辑器件基本组成单元包括与或阵列、查找表、多路开关和多级与非门等多种类型,通过对可编程逻辑器件的电路组成结构与基本原理的分析,并对可编程器件的在线可重构技术的方法、设计时序等进行了研究;利用多FPGA的可重构设计技术,通过修改软件设计对系统进行重构的方法,实现了对由多个部件组成的控制系统的集成,对系统进行的可重构设计与集成大大提高了原系统的可靠性、减少系统故障,降低了使用与维护成本。 展开更多
关键词 FPGA CPLD 可重构 查找表 系统集成
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FPGA被动并行配置控制器的研究与实现 被引量:5
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作者 葛飞 何辅云 夏玉宝 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期531-533,共3页
为了快速方便地配置FPGA,文章提出了使用Flash存储FPGA的配置数据,再由CPLD控制Flash将存储的数据采用并行方式下载到FPGA的方法。由于Flash掉电后数据不会丢失,这样就解决了FPGA掉电易失的问题。该文给出了具体的硬件电路和软件模块的... 为了快速方便地配置FPGA,文章提出了使用Flash存储FPGA的配置数据,再由CPLD控制Flash将存储的数据采用并行方式下载到FPGA的方法。由于Flash掉电后数据不会丢失,这样就解决了FPGA掉电易失的问题。该文给出了具体的硬件电路和软件模块的编程思路,通过仿真测试表明本设计的可行性。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 复杂可编程逻辑器件 配置
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嵌入式GPS接收机系统的FPGA配置方法研究 被引量:3
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作者 王尔申 张淑芳 胡青 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第4期86-88,129,共4页
给出了嵌入式GPS接收机系统的整体设计,重点研究了系统中FPGA的不同配置方法,提出了利用CPLD和Platform Flash、SPI Flash、Intel NOR Flash实现对FPGA进行不同配置的方法,详细分析了每种配置方法的特点,给出具体的硬件电路设计,并重点... 给出了嵌入式GPS接收机系统的整体设计,重点研究了系统中FPGA的不同配置方法,提出了利用CPLD和Platform Flash、SPI Flash、Intel NOR Flash实现对FPGA进行不同配置的方法,详细分析了每种配置方法的特点,给出具体的硬件电路设计,并重点研究了利用Intel NOR Flash进行BPI配置的流程以及配置时应注意的问题。这些配置方式在研究的嵌入式GPS接收机系统中得到了成功的应用,而且也适用于其他的类似系统。 展开更多
关键词 全球定位系统 现场可编程门阵列 BPI配置 复杂可编程逻辑器件 Flash
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用于反熔丝FPGA的内建测试电路 被引量:3
10
作者 马金龙 卢礼兵 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期153-158,共6页
由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结... 由于反熔丝器件的一次可编程特性,反熔丝现场可编程门阵列(FPGA)在生产阶段很难完成对电路的功能测试验证。针对反熔丝FPGA典型的结构及其内部可编程逻辑模块(PLM)结构,分析了在编程前对PLM进行全功能测试的方法。设计了内建测试电路结构,用于内部PLM逻辑功能的测试。给出了内建测试电路的寻址寄存器、赋值寄存器以及检测电路的结构设计,电路在1.0μm双层多晶双层金属(2P2M)氧化层-氮化物-氧化层(ONO)反熔丝工艺上成功流片。测试结果表明,电路设计正确,解决了在芯片编程前完成基于反熔丝的一次可编程FPGA的内部PLM逻辑功能测试的难题,为后期研究反熔丝电路奠定了基础。 展开更多
关键词 反熔丝 现场可编程门阵列(FPGA) 可编程逻辑模块(PLM) 一次可编程器件 内建测试电路
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CPLD技术在图形发生器中的应用 被引量:1
11
作者 金龙旭 郑志忠 熊经武 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第5期508-512,共5页
FPGA(现场可编程阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)是可编程ASIC(专用集成电路)器件的主流。根据使用空间受到限制的航空、航天对地观察电视摄像系统特点,介绍了采用CPLD技术实现该系统变焦距数据的读取,并根据变焦距数据产生特定的图形... FPGA(现场可编程阵列)和CPLD(复杂可编程逻辑器件)是可编程ASIC(专用集成电路)器件的主流。根据使用空间受到限制的航空、航天对地观察电视摄像系统特点,介绍了采用CPLD技术实现该系统变焦距数据的读取,并根据变焦距数据产生特定的图形符号,产生面阵CCD摄像机行、场同步信号及复合同步信号的原理及方法。实验表明采用CPLD设计方案,在降低系统功耗,缩短研发周期,提高系统可靠性方面取得了明显效果。 展开更多
关键词 图形发生器 现场可编程阵列 可编程逻辑器件 集成电路 FPGA CPLD
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一种光纤现场总线通讯系统的分析与设计 被引量:1
12
作者 杨国栋 梁自泽 +1 位作者 李恩 范长春 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期754-759,共6页
针对煤矿、机场等特殊工业现场,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和光模块的光纤现场总线通讯系统。在物理层,该系统使用光纤代替双绞线,提高了通讯的速度和抗电磁干扰能力,并通过CPLD进行信号的调制解调以及现场设备传输模式的... 针对煤矿、机场等特殊工业现场,设计了一种基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和光模块的光纤现场总线通讯系统。在物理层,该系统使用光纤代替双绞线,提高了通讯的速度和抗电磁干扰能力,并通过CPLD进行信号的调制解调以及现场设备传输模式的切换,实现光电信号之间的转换,使整个通讯系统形成环形拓扑网络,提高了通讯的可靠性。在应用层,通过定义扩展帧、设置帧号和位图、使用管道技术等,提高了系统的通讯效率和准确性。技术分析表明,该通讯系统具有较实用的兼容性及可扩展性。 展开更多
关键词 现场总线 复杂可编程逻辑器件(CPLD) 光模块 通讯协议
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现场可编程逻辑器件在相位差测量系统中的应用 被引量:1
13
作者 叶德云 刘开培 +1 位作者 叶德云 曾惠芬 《电测与仪表》 北大核心 2002年第5期18-20,共3页
文章简要地介绍了可编程逻辑器件的分类和特点,然后综述了几种相位差测量系统的实现方法,提供了这种新型电子器件在相位差测量系统中的应用方案。
关键词 相位差测量系统 现场可编程逻辑器件 VHDL
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基于VHDL的数字系统设计和优化 被引量:4
14
作者 黄良俊 王汝传 《南京邮电学院学报(自然科学版)》 2003年第1期81-84,90,共5页
基于VHDL的数字系统设计具有设计技术齐全、方法灵活、支持广泛等优点,同时也是EDA技术的重要组成部分。通过设计实例,比较详尽地介绍了利用VHDL语言进行数字电路系统设计的流程结构和技术特征,并对设计的优化进行深入的研究和讨论。
关键词 VHDL 可编程逻辑器件 现场可编程门阵列 硬件描述语言 电子设计自动化 设计优化 数字电路 自顶向下设计方法
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电路可动态重组的模式化综合实验系统的研制
15
作者 黄沛昱 应俊 《现代电子技术》 2014年第2期134-137,143,共5页
设计了一种基于单片机和可编程逻辑器件的模式化综合实验系统。该实验系统采用电路可动态重组的设计方案,在一套实验系统上既可同时满足"数字电路与逻辑设计"、"可编程逻辑器件与应用"、"单片机原理与应用&qu... 设计了一种基于单片机和可编程逻辑器件的模式化综合实验系统。该实验系统采用电路可动态重组的设计方案,在一套实验系统上既可同时满足"数字电路与逻辑设计"、"可编程逻辑器件与应用"、"单片机原理与应用"三门课程的教学需要,也能完成综合性设计项目。该实验系统共8个模式,预留扩展接口,且EDA核心板和单片机均可根据实际需要进行更换。综合实验系统使用方便、灵活、可升级性好。在实验教学中学生反映良好,极大地提升了教学效果。 展开更多
关键词 可编程逻辑器件 模式化 电路动态重组 实验系统
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基于FPGA的数据包分类研究
16
作者 瞿中 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2006年第9期1554-1556,共3页
随着Internet规模的不断扩大和应用技术的不断进步,越来越多的业务需要对数据包进行实时快速的分类。可编程片上系统(SOPC)的设计是一个崭新的富有生机的嵌入式系统设计研究方向。在阐述可编程逻辑器件特点及其发展趋势的基础上,探讨了... 随着Internet规模的不断扩大和应用技术的不断进步,越来越多的业务需要对数据包进行实时快速的分类。可编程片上系统(SOPC)的设计是一个崭新的富有生机的嵌入式系统设计研究方向。在阐述可编程逻辑器件特点及其发展趋势的基础上,探讨了智力产权复用理念、基于嵌入式处理器内核和XilinxFPGA的SOPC软硬件设计技术,介绍了基于Internet的可重配置逻辑(IRL)技术并提出了设计实现方法。 展开更多
关键词 现场可编程逻辑门阵列 数据包分类 可编程逻辑器件 嵌入式系统
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FPGA实际可用性评估与发展趋势分析 被引量:6
17
作者 俞吉波 孔雪 +2 位作者 郑哲 祝永新 付宇卓 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期282-284,共3页
根据现场可编程门阵列(FPGA)的发展现状,对FPGA器件的实际可用性进行评估,从可重构逻辑的利用、CPU软核/硬核的选择、内部块缓存的利用、输入/输出资源的利用、数字信号处理器固核的利用及时钟频率的可用范围进行研究,并给出FPGA的发展... 根据现场可编程门阵列(FPGA)的发展现状,对FPGA器件的实际可用性进行评估,从可重构逻辑的利用、CPU软核/硬核的选择、内部块缓存的利用、输入/输出资源的利用、数字信号处理器固核的利用及时钟频率的可用范围进行研究,并给出FPGA的发展趋势。理论分析证明,Slice的利用率不宜高于85%,应选择有良好工具支持的软硬核厂商,并且所有的I/O信号须经过寄存器处理。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 可用性评估 可重构逻辑 CPU软核 硬核 DSP固核
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多工作模式的刷新成像系统 被引量:1
18
作者 李波 余达 +4 位作者 刘金国 孔德柱 梅贵 陈佳豫 赵莹 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1035-1041,共7页
为克服在轨单粒子翻转并实现灵活可靠的多工作模式,设计了基于Xilinx现场可编程逻辑器件和上海复旦微刷新芯片的刷新成像系统。使用单组菊花链结构的串行总线进行5组刷新成像单元串口控制,FPGA将接收到的数据内部转换后再对刷新芯片配... 为克服在轨单粒子翻转并实现灵活可靠的多工作模式,设计了基于Xilinx现场可编程逻辑器件和上海复旦微刷新芯片的刷新成像系统。使用单组菊花链结构的串行总线进行5组刷新成像单元串口控制,FPGA将接收到的数据内部转换后再对刷新芯片配置或重注。通过刷新使能信号控制刷新芯片是否加电,同时决定FPGA以主并工作方式从PROM加载还是从并方式在刷新芯片的控制下加载。通过控制电平设置,实现加载数据源的选择。在各供电电源完毕后,使用外部的复位信号对刷新芯片进行复位,满足刷新芯片复位后立即启动配置的时序要求。实验结果表明,以波特率625 kbit/s菊花链方式,传输单包204 byte的数据仅需0.3776 ms,远低于刷新串口所需的2.01 ms,可以进行多组的分时工作。采用少量单端控制信号结合菊花链串行总线的刷新成像系统,多种工作模式稳定可靠,具备设计灵活性和在轨可维护性。 展开更多
关键词 单粒子翻转 现场可编程逻辑器件 多工作模式 刷新成像系统 在轨重注
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现场可编程器件的异步串行配置 被引量:1
19
作者 宋宏宇 丁铁夫 +1 位作者 毕淑艳 刘建 《数据采集与处理》 EI CSCD 1998年第4期374-377,共4页
介绍了可编程集成电路的基本知识,着重介绍了大规模现场可编程集成电路FPGA的编程方案,以Altera公司的FLEX8000系列芯片为例,给出了使用单片机和微机的两种配置实例。
关键词 集成电路 电路设计 可编程逻辑器件 FPGA
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机电一体化实验装置研究 被引量:2
20
作者 潘树勋 《机床与液压》 北大核心 1996年第3期42-44,3,共3页
本文提出机电一体化实验装置简易设计方法,使实验装置具有中挡可编程序控制器(PIC)功能,实现顺序控制;并兼有个人微机(PC)功能、实现数据采集、过程或对象闭环控制、现场工况监控和屏幕图形显示以及系统开发和管理等。
关键词 程序控制器 微机 机电一体化 数控系统
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