数字集成电路与系统设计基础知识(1)
ASIC可分为全定制和半定制。
半定制是调配厂家的设计资源(库单元)，全定制是自己做的。
from scratch：白手起家，从头开始。
such that：这样做。
design effort：可理解为设计工作。
手绘(光掩模上成像的预期图案)；
所有定制(一系列重叠光掩模或光掩模图像中的一个构成设备)
数字与模拟；
晶体管级模拟(模拟)；
高密度；
高性能；
设计时间长。
PS：了解密度
-
光掩模上图案与无图案区域的相对程度，如电路密度（circuit density）
-
缺陷密度（defect density）
门阵列：只需连接现成的门。
标准单元库:厂家直接写的lib库。
PLD：使用术语可编程逻辑器件PLD表示低密度结构。
PLA它是为集成大型两电平组合逻辑电路而开发的ROM一样，它们的体系结构由二维数组组成。
简单的PLD（SPLD）：与或门搭配PLA。
FPGA 它们适用于中高密度应用CPLD两个重要方面不同：
(1)其性能取决于设备中针对特定应用实现的路由；
(2)它们的功能由LUT实现，而不是类似PAL实现宽输入和门。
FPGA有三种可编程结构（逻辑资源）：
互联矩阵，即连线可编程；
CLB：可重构的逻辑功能块=LE：逻辑单元，可编程；
输出可编程(双向)，I/O。
根据开发时间、性能、成本、风险和功能选择全定制或半定制。
可编程资源(同三个结构):可编程逻辑块，输入输出块，接口。
存储设备被认为是PLD(可编程逻辑器件)
因为它们可以实现组合逻辑，将函数值存储在内存中，通过函数输入搜索地址，从而实现函数的真实值表。
PLD可编程性PLD可分为ROM、PLA和PLD，采用类似的阵列结构实现。
PLA大型、复杂的组合逻辑电路和各种逻辑电路是最灵活的PLD可编程选项如表所示。
PLA：可编程逻辑阵列
PLAs它是为集成大型二值组合逻辑电路而开发的ROM同样，它们的系统结构由两个数组组成。一个数组实现和操作，生成乘积项（例如，布尔立方体可能是最小项）；另一个数组实现形成SOP（sum of product）或操作。
可编程逻辑阵列的基本结构如上，可与门或门形成各种逻辑。（SOP）
左边是逻辑，右边是逻辑。
可编程阵列逻辑（PAL）：
PAL技术出现在PLA之后，并通过以及只允许，双阵列结构简化。
每个输出由特定数量的行组成，每个行由一些乘积项组成。
流行的设备是PAL16L8.该设备有16个输入和8个输出；其包装有20个引脚，包括电源和接地。
存储器实现了一个真值表，这就是为什么存储器可以做可编程器件。
简单PLD：存储设备只能阅读或随机访问。
有两种逻辑：和或逻辑，译码器 或逻辑。
复杂PLD是几个简单PLD堆积起来。
FPGA基本结构：FPGA现场编程具有固定的系统结构。
(1) 可编程功能单元数组 (FU)：实现组合逻辑和时序逻辑；
(2) 固定但可编程的互连结构：建立信号路由；
(3) 可配置内存：编程设备的功能；
(4) l/O资源：在设备和环境之间提供界面。
FPGA特点：编程功能强，结构接近基于库单元ASIC。
可编程的功能块和阵列结构（FU是基本功能块)；
互联是可编程的；
存储部分可编程；
数据IO可编程。
FPGA由三部分组成：整体为阵列结构。
可编程功能单元（CLB/LE）：核心是基于存储器的黄色部分，称为搜索表，左边是两个存储器，右边是两个存储器。
可编程连接：蓝色是路由器，小块是通过连接开关（蓝色）和路由连接的功能单元。
可编程的I/O：绿色是输出IO，可编程(单向、双向、缓冲、存储)。
FPGA有两种:一种是基于存储器(基于存储器)LUT搜索表)，另一个是基于多路选通器（MUX）。
主流是基于存储器的。
FPGA/PLD将真值表(又称烧写文件、配置文件)放入存储器中，逻辑功能可编程。
LUT(搜索表):存储器地址对应LUT输入，输出对应LUT的输出Z。
CLB：=LE，可编程逻辑模块是FPGA逻辑单元可以配置为核心，FPGA逻辑功能取决于CLB单元配置及大规模配置CLB实现单元级联。
，时序电路只是一个记忆的作用。
使用每个函数发生器（G）作为4输入逻辑(LUT)，或双端口高速同步RAM。
基于搜索表FPGA：
实现了搜索表是的，无论时间电路；由于输入有限，功能相对简单，容量仅限于输入量，而不是复杂性；四个地址有16个存储单元，延迟（输入输出耗时，代表数据吞吐量）。
基于开关的FPGA：根据S的0和1值选择输出，即多路开关，通过a、b值的变化得到和，或功能，得到基本的逻辑功能。
总结：
基于搜索表：可编程功能单元、可编程连接、可编程I/O三部分组成。
基于逻辑单元FPGA：也叫CLB、LE，蓝色小块构成一个完整的数字逻辑单元(查找表) D触发器，逻辑 时序）。
寄存器链构成移位寄存器。
一般一个搜索表对应一个寄存器。
BUFT：Xilinx原语，表示三态缓冲器。
Carry Logic：进位逻辑存在于每一个slice实现算术逻辑功能的特殊逻辑是(主要)。进位逻辑(或进位链)在Xilinx垂直分布在设备中，向上传输。
开关矩阵：小黑块，相当于交换机和路由器功能，正在寻找道路。
可编程互联：白点连接，红色框是找表寄存器，通过它找线，线有本地的，也有全局的。
I/O部分也可以编程：
- 快速I/O驱动程序
- 独立输入、输出和三态控制寄存器
- 异步/同步设置或复位
- 共享时钟和单独时钟可以提高可用性
- 配置为FF(触发器)或latch（锁存器）
- 可编程转换速率和可变输入延迟
- 可选择的I/O标准支持
课程来自互联网，讲师李广军。