基于Xilinx系统中的System ACE实现FPGA全局动态可重配置设计
Xilinx-FPGA配置的一些细节
Xilinx-FPGA配置的一些细节Xilinx FPGA配置的一些细节2010年07月03日星期六 14:260 参考资料(1) Xilinx: Development System Reference Guide. dev.pdf, v10.1在Xilinx的doc目录下有。
(2) Xilinx: Virtex FPGA Series Configuration and Readback. XAPP138 (v2.8) March 11, 2005在Xilinx网站上有，链接/bvdocs/appnotes/xap p138.pdf(3)Xilinx: Using a Microprocessor to Configure Xilinx FPGAs via Slave Serial or SelectMAP Mode.XAPP502 (v1.5) December 3, 2007在Xilinx网站上有，链接/bvdocs/appnotes/xap p502.pdf注：此外xapp139和xapp151也是和配置相关的。
(4)Xilinx: Virtex-4 Configuration Guide. UG071 (v1.5) January 12, 2007(5) Tell me about the .BIT file format.链接：/FAQ_Pages/0026_Tell_me_about_bit_files.htm1 Xilinx配置过程主要讲一下Startup Sequence。
Startup Sequence由8个状态组成.除了7是固定的之外，其它几个的顺序是用户可设置的，而且Wait for DCM和DCI是可选的。
其中默认顺序如下：这些在ISE生成bit文件时通过属性页设定。
这几个状态的具体含义如下：Release_DONE : DONE信号变高GWE : 使能CLB和IOB，FPGA的RAMs和FFs可以改变状态GTS : 激活用户IO，之前都是高阻。
第四章 基于Xilinx芯片的Verilog进阶设计
嵌入式系统工程系
代码风格与可综合设计
同步电路设计
优点 • 容易使用寄存器的异步复位/置位端，以使整个电路有一个确 定的初始状态； • 有效避免毛刺，提高可靠性； • 简化时序分析过程； • 减少对工作环境的依赖性，提高可移植性； 原则 • 尽可能使用单时钟（全局时钟） • 尽可能使用单时钟沿触发（posedge clk） • 避免使用门控时钟（组合逻辑驱动的时钟） • 若使用分频时钟应当统一管理
嵌入式系统工程系
企业代码风格
2.Module
顶层模块应只是内部模块间的互连，除了内部的互连 和模块的调用外尽量避免再做逻辑（如不能再出现对 reg变量的always赋值，不能再用assign语句完成复 杂逻辑）； 每一个模块应在开始处注明文件名功能描述引用模块 设计者设计时间及版权信息（ISE生成模板）； 不要对input进行驱动, 在module 内不要存在没有驱动 的信号，更不能在模块端口中出现没有驱动的输出信 号，避免在仿真或综合时产生warning,干扰错误定位； （避免由于未驱动产生的x,z）
目标：功能正确，性能最优
嵌入式系统工程系
通用代码风格
逻辑复用
Synplify提供逻辑复用选项，但若要获得最佳的复用 效果，在源代码设计中应采用显式的复用控制逻辑； 节约面积。
逻辑复制
Synplify提供最大扇出选项，如果扇出过大（驱动过 多后续逻辑），需增加缓冲器提高驱动能力，但信号 延迟增大； 增加面积。
嵌入式系统工程系
代码风格与可综合设计
Verilog HDL语言本身的规范只面向仿真
不使用综合工具不支持的Verilog结构
• 除了wire、reg的多数数据类型 • 开关级原语 • deassign、wait等行为语句 • UDP和specify模块 ……
FPGA动态可重构技术原理及实现方法分析
Analysis of the Fundamental and ImplementationMethod about Dynamic R ecofigurable FPGAQIN Xiang2Ju1,2,ZHU Ming2Cheng2,ZH ANG Tai2Yi2,3,WEI Zhong2Yi11.Eletronic&Information Dpt.XI’AN Institute o f Technology and Engineering Science,Xi’an710048,China;2.Collegeo fInformation Engineering o f Shenzhen Univer sity,Shenzhen516080,China;3.Eletronic&Information Dpt.XI’AN Jiaotong Univer sity,Xi’an710049,ChinaAbstract: Dynamic Recon fogurable Field Programmable G ate Array(DR2FPG A)can con figure its partial or total logic res ources at run time,and change its functions on system in high speed.This paper presents s ome studies of DR2 FPG A,including basic architecture,recon figuration fundamental,C AD tools and im plement methods.Application of DR2FPG A is useful for designing high2performance systems,and helps to save hardware res ources.K ey w ords: FPG A;static recon figuration;dynamic recon figuration;total recon figuration;partial recon figuration EEACC: 1265B;1130BFPG A动态可重构技术原理及实现方法分析覃祥菊1,2,朱明程2,张太镒1,3,魏忠义11.西安工程科技学院电子与信息工程系 ,西安 710048;2.深圳大学E DA中心,深圳516080;3.西安交通大学电信学院,西安 710049摘要:FPG A动态重构技术主要是指对于特定结构的FPG A芯片,在一定的控制逻辑的驱动下,对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换,从而实现硬件的时分复用,,节省逻辑资源。
基于模块化设计方法实现FPGA动态部分重构汇总
基于模块化设计方法实现FPGA动态部分重构动态部分重构可以通过两种方法实现：基于模块化设计方法(Module-BasedParTIalReconfiguration)和基于差别的设计方法(Difference-BasedPartialReconfiguration)，本文以基于模块化设计为例说明实现部分重构的方法。
1FPGA配置原理简介本文针对Xilinx公司的FPGA进行研究，支持模块化动态部分重构的器件族有Virtex/-II/-E和Virtex-IIPro。
Xilinx公司FPGA是基于SRAM工艺的，包括配置逻辑块(CLBs)，输入输出块(IOBs)，块RAMs，时钟资源和动态部分重构可以通过两种方法实现：基于模块化设计方法(Module-Based ParTIal Reconfiguration)和基于差别的设计方法(Difference-Based Partial Reconfiguration)，本文以基于模块化设计为例说明实现部分重构的方法。
1 FPGA配置原理简介本文针对Xilinx公司的FPGA进行研究，支持模块化动态部分重构的器件族有Virtex/-II/-E和Virtex-II Pro。
Xilinx公司FPGA是基于SRAM工艺的，包括配置逻辑块(CLBs)，输入输出块(IOBs)，块RAMs，时钟资源和编程布线等资源[2]。
CLBs是构造用户所需逻辑的功能单元，IOBs提供封装引腿与内部信号引线的接口。
可编程互连资源提供布线通道连接可配置元件的输入和输出到相应的网络。
存储在内部配置存储器单元中的数值决定了FPGA实现的逻辑功能和互接方式。
Virtex FPGA的配置存储器是由配置列(Configuration Columns)组成的，这些配置列以垂直阵列的方式排列，如图1给出了Virtex-E XCV600E器件的配置列构成图。
配置存储器可分为五种配置列：Center 列包含四个全局时钟的配置信息;两个IOB 列存储位于器件左边和右边所有IOBs的配置信息;CLB列存储FPGA基本逻辑功能的配置信息;Block SelectRAM Content列存储内部块RAM的配置信息;Block SelectRAM Interconnect列存储内部块RAM间互联的配置信息[3]。
简谈XilinxFPGA原理及结构
简谈XilinxFPGA原理及结构FPGA是在PAL、PLA和CPLD等可编程器件的基础上进一步发展起来的一种更复杂的可编程逻辑器件。
它是ASIC领域中的一种半定制电路，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。
由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能釆用一种易于反复配置的结构，查找表-Look Up Table,LUT，可以很好地满足这一要求。
目前，主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash/熔丝/反熔丝工艺的查找表结构。
1查找表结构及功能由布尔代数理论可知，对于一个n输入的逻辑运算，最多产生2^n个不同的组合。
所以，如果预先将相应的结果保存在一个存储单元中，就相当于实现了与非门电路的功能。
FPGA的原理的实质，就是通过配置文件对查找表进行配置，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。
1.1输入查找表结构LUT本质就是一个RAM。
自FPGA诞生以来，多使用4输入的LUT，可以看成一个包含四位地址线的RAM。
当设计者通过原理图或HDL描述了一个逻辑电路后，FPGA厂商提供的集成开发工具就会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表事先写人到RAM中。
这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输人一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出内容即可。
下面用一个4输人逻辑与门电路的例子来说明LUT实现组合逻辑的原理。
LUT描述四输入逻辑与关系如表2.1所示。
表2.1 输入与门的真值表从表2.1可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能，但是LUT 具有更快的执行速度和更大的规模。
与传统化简真值表构造组合逻辑的方法相比，LUT具有明显的优势，主要表现在：（1）LUT实现组合逻辑的功能由输入决定，而不是由复杂度决定。
（2）LUT实现组合逻辑有固定的传输延迟。
1.2输入查找表新结构在65nm工艺条件下，与其他电路（特别是互连电路）相比，LUT的常规结构大大缩小。
fpga现代数字系统设计教程——基于xilinx可编程逻辑
fpga现代数字系统设计教程——基于xilinx可编程逻辑1. 引言1.1 概述:在当今数字系统设计领域，快速、高效的设计流程和可靠的硬件实现是至关重要的。
而可编程逻辑器件（FPGA）作为一种灵活且可重构的芯片，正逐渐成为数字系统设计中的主流选择。
本教程将介绍如何利用Xilinx可编程逻辑来进行现代化数字系统设计。
1.2 文章结构:本文将按照以下方式组织内容：第二部分将对FPGA进行概述，包括可编程逻辑器件简介以及Xilinx FPGA的介绍。
此外，我们还将探讨FPGA在数字系统设计中的各种应用。
第三部分将回顾一些基本原理，并提供如何搭建开发环境的指南。
其中包括对数字电路基础知识的回顾、VHDL语言简介和基础语法，以及Xilinx Vivado工具的安装与配置方法。
第四部分将详细介绍FPGA设计流程与实践技巧。
我们会讲解项目创建与工程管理方法，并探讨如何实现模块化设计和代码重用性提高的技巧。
另外，还会介绍仿真与验证技术在FPGA设计过程中的应用。
第五部分则涵盖了一些高级主题与应用案例分析。
我们将重点讨论并行计算与加速器设计、数据通信与嵌入式系统设计以及高精度数据处理系统设计等领域的案例分析，并提供相应的实践指导。
1.3 目的:本教程通过详细讲解FPGA现代数字系统设计的流程和技巧，旨在帮助读者全面了解FPGA在数字系统设计中的应用，并提供实用的指导和建议。
通过学习本教程，读者能够掌握从开发环境搭建到高级应用案例分析所需的知识和技能，为他们日后在数字系统设计领域取得成功打下坚实基础。
无论是初学者还是有经验的工程师，都能从本教程中获益，并将其应用于自己的项目中。
2. FPGA概述:2.1 可编程逻辑器件简介:可编程逻辑器件（FPGA）是一种基于可重新配置数字电路的集成电路芯片，它可以实现用户定义的数字逻辑功能。
与传统的定制集成电路（ASIC）相比，FPGA 具有灵活性强、开发周期短和可重构性等优势。
基于FPGA的动态可重构技术研究
64电子技术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering体功能实现方面，设计人员应立足于不同软件、网页的行业需求对导航栏、返回、信息提示框等方面进行悬浮型或是方框形的提示信息和窗口，并对多种软件图标以及展示界面进行上下级的任务链接，从而使用户能够在短时间内熟悉界面操作并完成交互指令和功能操作。
在对UI 视觉审美交互性进行设计时，主要是对文字、视频以及图标等视觉要素进行设计，并按照上下、垂直、左右以及居中等方式对其进行排班，便于用户检索需求。
另外，为使设备与用户能够更好的进行交互，对于窗口以及图标等方面的线条应尽量选择柔和的，同时，根据空间要素不同对功能区域之间的间隔进行设计，满足用户在软件产品操作过程中的心理需求[6]。
以中界面框架为例，在对其进行UI 界面交互式设计时，在保证交互功能的基础上需要保证各个设计和功能的协调性。
为此，可以采取上下结合的布局方式对UI 界面进行设计。
主要是将导航栏设计在界面最上方，并将关键信息放在导航栏上，从而使用户能够通过触摸、滑动或是点击导航栏进而快速进行信息检索或是浏览，并将网址放在上面，满足用户的功能使用。
在界面下方应设计图标按钮，通过点击和触摸能够直接打开软件，满足用户使用的多种需求。
除此之外，还可以使用导航栏在下放、展示页面在上方的界面布局。
在该布局方式中，主要是将重要信息设计在用户第一眼可以注意到的位置，从而更好的进行信息推送和交互，为此，应将导航栏设计在UI 界面下方。
在该布局下，用户只需要进行交互界面的滑动，或是对导航栏进行滑动、点击，就能够完成功能获取或是浏览等操作。
以微信UI 信息界面为例，最近使用的小程序图标为放置在最上方，而导航栏被设计在最下方，通过下滑，用户能够直接获得最近使用的小程序应用，满足其快速使用需求。
另外，为满足用户的使用需求，便于新用户使用，可以进登陆窗口设计在软件最上层，并使用箭头、文字等元素对用户进行引导，从而完成用户交互操作行为的同时，给予用户良好的使用体验。
FPGA局部重配置技术的实现及应用
FPGA局部重配置技术的实现及应用韩炼冰;段俊红;王松;房利国;刘蕴【摘要】Partial reconfiguration can dynamically modify reconfiguration region in operating process of FPGA, without any effect on the normal operation of other non-reconfiguration region. For this reason, the system with the design of partial reconfiguration technology often has fairly good flexibility and adaptability. Thus based on the detailed description of implementation method of FPGA partial reconfiguration, the FPGA design method capable of avoiding all modules in combined compiling is proposed. Finally, the actual verification of the design method on the Virtex5 and Artix7 development boards is done, and this verification indicates the feasibility and applicability of the proposed method.%局部重配置能够在现场可编程门阵列（FPGA）运行过程中动态修改重配置区域，而不影响其他非重配置区域的正常运行。
因此，采用局部重配置技术设计的系统，往往具有良好的灵活性和适应性。
赛灵思FPGA_PLL_动态重配置技巧
Introduction
The clock management tiles (CMT) in the Spartan-6 devices contain two DCMs and one PLL. One of the most powerful features of the PLL is its ability to dynamically reconfigure the phase, duty cycle, and divide values of the clock outputs. This application note describes the information necessary to reconfigure the PLL, and provides a reference design that implements all of the algorithms covered. The PLL used in this reference design is intended to be used with CLKFBOUT as the feedback path. The reference design does not support the use of CLKOUT for the feedback path.
The PLL Configuration Bit Groups and PLL DRP Registers sections present the configuration bits as four bit groups, provide an overview of their usage, and detail the configuration bit locations as registers. This information is not necessary to use the DRP reference design; it is intended to give an overview of the internal PLL attributes that must be changed along with their register locations. Specific information on how the attributes are calculated is provided through the reference design. The reference design functionality and use are explained in the Reference Design and Using the Reference Design sections.
基于XILINX的FPGA实验指导书
2012 年 9 月
第二部分 ISE Design Suite 软件的安装
一，基本硬件要求
处 理 器：Intel Pentium 4 处理器及以上 操作系统：Windows XP/ Windows 2000/ Windows VISTA/ Windows 7 内 存：1GB 以上 硬盘空间：20GB 以上 二，软件安装过程
1，设计输入：ISE 提供的设计输入工具包括用于 HDL 代码输入和查看报告的 ISE 文本编辑器（The ISE Text Editor），用于原理图编辑的工具 ECS（The Engineering Capture System），用于生成 IP Core 的 Core Generator，用于状态机设计的 StateCAD 以及用于约束文件编辑的 Constraint Editor 等。
芯片中去。
其有如下特点：
实现了更高的设计生产率
系统设计是整合不同的领域来更好地利用 FPGA 内的资源。对于很多用户而
言，不必针对低级 HDL 语言来优化算法。
实现性能突破，获取功率和成本优势
在通过将外部功能整合到 FPGA 中来削减系统成本的同时，创建您自己的定
制处理平台。
集中精力实现设计差异化
1，DCP-100-LX9 FPGA 核心板的核心芯片采用 XILINX 公司 SPARTAN-6 系列的 XC6SLX9 芯片，封装为 TQG144，其最大可用 I/O 口数为 102 个。配置方式以 JTAG 全部引出，提供的芯片时钟为 100MHz，外围器件有：FLASH 芯片 W25Q128BV、 EEPROM 芯片 M93C66、串口通讯芯片 MAX3232、USB 转串口芯片 PL2303，线路 板以 9 组无耳插座引出 72 路 I/O 口，可方便与外围电路连接通讯；
fpga现代数字系统设计教程——基于xilinx可编程逻辑
fpga现代数字系统设计教程——基于xilinx可编程逻辑在当今的数字系统设计领域中，基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）技术的应用日益普遍。
Xilinx是其中一家领先的FPGA厂商，其可编程逻辑芯片被广泛应用于各个领域。
本教程旨在介绍FPGA现代数字系统设计的基本概念与技术，重点关注基于Xilinx可编程逻辑的实践应用。
一、引言FPGA是一种可重构的硬件平台，具有高度的灵活性与可定制性。
通过不同的配置，FPGA可以实现各种数字电路功能，比如逻辑运算、数字信号处理、嵌入式系统等等。
Xilinx提供了一套完整的开发工具与设计流程，使得FPGA的设计与实现更加高效与简便。
二、FPGA基础知识介绍1. FPGA的基本结构与工作原理在FPGA中，逻辑资源（如逻辑门、寄存器）通过可编程的内部连接资源相互连接，形成不同的数字电路。
FPGA采用按位编程的方式，通过配置存储器将逻辑连接进行设定，从而实现不同的功能实现。
2. Xilinx系列FPGA概述Xilinx公司生产的FPGA主要分为Artix、Kintex、Virtex等系列，每个系列有不同的性能与资源规模适用于不同的应用场景。
本节将介绍主要的Xilinx系列FPGA及其特点。
三、FPGA设计实践1. 集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）概述设计FPGA系统需要使用特定的软件工具，例如Xilinx提供的Vivado开发环境。
本节将介绍Vivado的基本功能与使用方法。
2. 基于Xilinx可编程逻辑的数字电路设计通过Vivado IDE，我们可以使用硬件描述语言（HDL）如VHDL或Verilog来描述数字电路。
本节将介绍如何使用HDL进行FPGA设计，包括逻辑门设计、时序控制、状态机设计等。
3. FPGA系统集成设计除了单个模块的设计，FPGA设计还需要进行系统级集成。
重配置学习心得
动态部分可重配置——学习心得2008-03-0323:48在xup v2p板子上进行动态部分可重配置开发已经有一段时间了，但是进展甚缓。
而仔细回想，发现我们大多数时间浪费了在工具的版本问题上。
ISE软件功能非常强大，然而其自身各种版本之间的兼容性却让人不敢恭维，尤其是在不常用的一些功能上（例如动态部分可重配置）。
网上以及xilinx提供的参考设计xapp290都是基于ise的较低版本来实现的，我们最初设计却选择了ISE9.1，在实现动态部分可重配置时遇到了许多问题。
首先的问题是有关动态部分可重配置的资料太少了，想要找点参考来实现都是很困难。
其次，经过在网路上的仔细搜索，找到一些参考设计，然而直接想要按照参考设计来实现是不行的，最大的问题在于总线宏（busmacro）不兼容。
第三，于是使用fpga editor来打开参考例子中的.nmc文件，却被告知数据被损坏，无法打开。
第四，然后想到使用fpga editor来实现自己的总线宏，于是按照总线宏（busmacro）的有关约束和定义，在fpga editor中使用TBUF来实现了一个自己设计的4bits总线宏。
第五，想要和参考例子相比较，看自己的设计是否有误。
使用xdl－ncd2xdl将nmc文件转换为xdl文件，参考xdl的语法将其改为相应的设计，但是再次转化为nmc文件，通过fpga editor打开却发现有些连接被改得不像正确的。
所以，我对ISE9.1版本xdl语法是否有所更新心存疑问。
第六，先不管总线宏是否设计正确，先做一个设计实现一下。
按照module based的设计流程开发，按照其说明，全局资源时钟是可以不用在初始预算中进行位置约束的，但是在最后实现阶段，无论如何也过不了DRC检查。
报告称全局时钟及全局逻辑1没有完全被布线。
很是疑惑，global_logic1设计中似乎并没有使用。
总之，由于软件的版本问题，我们在此耗费了很多时间。
希望对这方面有所研究的高手，给予指点。
FPGA现代数字系统设计基于ilinx可编程逻辑器件与Vivado平台
目录分析
目录分析
《FPGA现代数字系统设计基于ilinx可编程逻辑器件与Vivado平台》是一本 深入浅出地介绍FPGA（现场可编程门阵列）设计和实现的书籍。作为一本专注于 Xilinx可编程逻辑器件和Vivado平台的书籍，其目录结构也反映了这一核心内容。 以下是该书的目录分析：
目录分析
这部分内容主要介绍了FPGA的基本概念、发展历程以及在数字系统设计中的 应用。还简要介绍了Xilinx公司及其产品，为后续深入学习打下基础。
精彩摘录
“在FPGA设计中，测试和验证是不可或缺的一环。通过充分的测试，我们可 以确保设计的正确性和可靠性。”
精彩摘录
“随着技术的不断发展，FPGA设计也在不断演进。未来，FPGA将在人工智能、 物联网、云计算等领域发挥更加重要的作用。因此，学习和掌握FPGA设计对于数 字系统设计师来说具有重要意义。”
目录分析
在这一部分，作者进一步探讨了高级的FPGA设计技术，包括高层次综合、者在实现复杂数 字系统的同时，优化设计性能和功耗。
目录分析
最后一部分内容以实际案例分析结束，包括几个具有代表性的FPGA设计项目。 通过这些案例的分析，读者可以更好地理解前面所学知识在实际项目中的应用。
目录分析
这一章详细介绍了Vivado设计套件，包括其功能、界面、以及在FPGA设计中 的重要性。通过这一章，读者可以了解如何使用Vivado进行FPGA设计的整个流程。
目录分析
在这一部分，作者深入探讨了数字系统设计的基础知识，包括逻辑门、触发 器、寄存器、以及基本的组合和时序逻辑电路。这些知识为后续的FPGA设计提供 了理论支持。
目录分析
这一章详细介绍了使用Vivado进行FPGA设计的整个流程，包括设计输入、综 合、实现以及生成比特流等步骤。还介绍了如何进行时序分析以及优化设计。
fpga数字信号处理设计教程-system generator入门与提高
fpga数字信号处理设计教程-system generator入门与提高《FPGA数字信号处理设计教程-System Generator入门与提高》- 第一部分：System Generator入门1. 简介FPGA数字信号处理设计是现代电子技术领域中的重要组成部分，而System Generator作为Xilinx公司的一款专业工具，为FPGA数字信号处理设计带来了极大的便利和效率提升。
2. System Generator基本原理System Generator是一种使用MATLAB/Simulink进行高级系统设计的工具，它提供了一种直观、直接且高效的设计方法，能够快速完成从概念到硬件的转换过程。
3. System Generator的应用System Generator广泛应用于通信、图像、视频、音频等领域的数字信号处理系统设计中，为工程师们提供了一个快速和可靠的开发评台。
- 第二部分：System Generator提高1. 高级设计技巧在System Generator中，基本的设计技巧是不可或缺的，同时也需要深入理解FPGA硬件架构以及信号处理算法，才能更好地利用System Generator进行硬件设计。
2. 优化和调试System Generator提供了软硬件协同设计的能力，通过对设计进行优化和调试，可以实现更高的性能、更低的功耗和更小的资源占用。
3. 应用实例通过实际案例，可以更好地理解System Generator在数字信号处理设计中的应用和优势，比如高清视频处理、无线通信协议等方面的设计。
- 第三部分：个人观点和理解1. System Generator的优势通过学习和应用System Generator，我深刻认识到其在数字信号处理设计中的优势，包括快速原型验证、可重用性和高级系统级设计等方面。
2. 学习和进步通过不断地学习和实践，我不仅迅速掌握了System Generator的基本原理和应用技巧，还能够在实际项目中灵活运用，并不断提高自己的设计水平和解决问题的能力。
基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计
基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计随着数字信号处理技术的发展，数字信号处理系统在通信、雷达、生物医学、图像处理等领域中得到了广泛应用。
而FPGA技术则因其高性能、可编程性和可重构性成为数字信号处理系统中的重要组成部分。
本文将从以下几个方面阐述基于FPGA的高性能数字信号处理系统设计，包括FPGA架构、数字信号处理算法、系统级设计方法和应用案例。
FPGA架构FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种基于现场可编程的硬件逻辑芯片。
FPGA内部由可编程逻辑单元（PL）、内存单元（BRAM）和数字信号处理单元（DSP）等模块组成，可以实现数字信号处理和数据通路等复杂的逻辑功能。
FPGA架构的选择对数字信号处理系统的性能和功耗有很大的影响。
通常选择的FPGA架构有两种：面向计算型的FPGA和面向通信型的FPGA。
其中，面向计算型的FPGA适用于高性能计算应用，提供高速的时钟频率和大量的计算资源；而面向通信型的FPGA适用于高速数据通信应用，能够提供高速的数据传输和处理效率。
数字信号处理算法数字信号处理算法是数字信号处理系统的核心部分，其主要任务是实现输入信号的特定操作，例如通信领域的调制、解调、信道编码和解码，图像处理领域的滤波、变换和分割等。
不同的数字信号处理算法对FPGA内部资源的需求也不同。
为了实现高性能的数字信号处理，使用一些常见的优化方法也是必不可少的。
如采用低复杂度算法、算法设计的并行化等方法，可以降低算法的时间和空间复杂度，从而提升系统的性能。
系统级设计方法在数字信号处理系统设计中，系统级设计方法是至关重要的。
系统级设计旨在将不同模块的功能组合起来，并通过优化系统架构、分配资源，以实现数字信号处理任务。
常用的系统级设计方法包括时序分析、时序优化、布局和布线等。
时序分析可帮助设计人员识别电路中的时序约束，从而避免电路时序问题。
时序优化则是通过合理的资源分配和时钟树设计来优化时序关系。
FPGA开发全攻略——配置电路
FPGA开发全攻略——配置电路展开全文配置电路FPGA配置方式灵活多样，根据芯片是否能够自己主动加载配置数据分为主模式、从模式以及JTAG模式。
典型的主模式都是加载片外非易失( 断电不丢数据) 性存储器中的配置比特流，配置所需的时钟信号( 称为CCLK) 由FPGA内部产生，且FPGA控制整个配置过程。
从模式需要外部的主智能终端( 如处理器、微控制器或者DSP等) 将数据下载到FPGA中，其最大的优点就是FPGA 的配置数据可以放在系统的任何存储部位，包括：Flash、硬盘、网络，甚至在其余处理器的运行代码中。
JTAG 模式为调试模式，可将PC 中的比特文件流下载到FPGA中，断电即丢失。
此外，目前赛灵思还有基于Internet 的、成熟的可重构逻辑技术System ACE解决方案。
(1) 主模式在主模式下，FPGA上电后，自动将配置数据从相应的外存储器读入到SRAM中，实现内部结构映射；主模式根据比特流的位宽又可以分为：串行模式( 单比特流) 和并行模式( 字节宽度比特流) 两大类。
如：主串行模式、主SPI Flash 串行模式、内部主SPI Flash串行模式、主BPI 并行模式以及主并行模式，如图5-19所示。
(2) 从模式在从模式下，FPGA 作为从属器件，由相应的控制电路或微处理器提供配置所需的时序，实现配置数据的下载。
从模式也根据比特流的位宽不同分为串、并模式两类，具体包括：从串行模式、JTAG模式和从并行模式三大类，其概要说明如图5-20所示。
(3)JTAG模式在JTAG模式中，PC和FPGA通信的时钟为JTAG接口的TCLK，数据直接从TDI进入FPGA，完成相应功能的配置。
图5-19 常用主模式下载方式示意图图5-20 常用的从模式下载方式示意图目前，主流的FPGA芯片都支持各类常用的主、从配置模式以及JTAG，以减少配置电路失配性对整体系统的影响。
在主配置模式中，FPGA自己产生时钟，并从外部存储器中加载配置数据，其位宽可以为单比特或者字节；在从模式中，外部的处理器通过同步串行接口，按照比特或字节宽度将配置数据送入FPGA芯片。
xilinxfpga数字信号处理系统设计指南
xilinxfpga数字信号处理系统设计指南随着数字信号处理技术的不断发展和成熟，越来越多的工程师和设计师开始选择采用FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）作为数字信号处理系统的设计平台。
Xilinx是业界著名的FPGA供应商之一，其FPGA产品在数字信号处理领域具有广泛的应用。
本文将针对Xilinx FPGA数字信号处理系统的设计指南进行介绍和讨论。
首先，数字信号处理系统是指利用数字信号处理技术对模拟信号进行采样、量化、编码、滤波、分析和重构等一系列数字信号处理过程的系统。
而FPGA作为一种专门用于数字逻辑设计的可编程器件，其灵活的可编程性和强大的并行处理能力，使得其成为数字信号处理系统的理想选择。
Xilinx FPGA数字信号处理系统设计的指南主要包括以下几个方面：1.硬件设计在Xilinx FPGA数字信号处理系统设计中，硬件设计是最为关键的一部分。
首先需要对系统的功能、性能、接口、时序等进行充分的分析和规划，然后进行逻辑设计、时序约束、布局布线等工作。
在硬件设计中，需要充分利用FPGA的资源和特性，设计出高效、稳定、可靠的数字信号处理系统。
2.软件设计除了硬件设计外，Xilinx FPGA数字信号处理系统设计还需要进行软件设计。
软件设计主要包括FPGA逻辑设计、信号处理算法的实现、时序控制、数据传输等内容。
在软件设计中，需要充分发挥FPGA的并行计算和高速数据处理能力，设计出符合系统要求的数字信号处理算法。
3.信号处理算法Xilinx FPGA数字信号处理系统设计中，信号处理算法的优化和实现是至关重要的一环。
针对不同的信号处理需求，需要选择合适的信号处理算法，并对其进行优化和实现。
这包括滤波算法、变换算法、编解码算法、图像处理算法等。
通过合理的算法选择和优化，可以充分发挥FPGA的处理能力，提升系统的性能和效率。
4.系统集成与调试在Xilinx FPGA数字信号处理系统设计中，系统集成与调试是最为关键的一步。
现场可编程门阵列_FPGA_在嵌入式系统中的重要作用
请求服务。
（ ４） 安全服务器验证用户属性证书的真实性和完整性， 需要满足
如下条件才算通过： １） 属性证书有效， 包括有效 期 和 签 名 有 效 ； ２） 访
问 ＬＤＡＰ 的属性证书撤销列表确定该属性 证 书 没 有 被 撤 消 ； ３）证 书 的
它是在cisc指令系统基础上发展起来的risc处理器体系的开发思路起源于johncocke的著名的8020结论即人们对cisc机进行测试表明各种指令的使用频度相当悬殊最常使用的是一些比较简单的指令它们仅占指令总数的20但在程序中出现的频度却占80而占到指令总数80的指令使用的频度却只有20如果为每一条指令都设计一个专门的处理操作不仅增加微处理器的复杂性而且毫无必要因为这样处理器的研制的时间成本和难度都提高了
用户的属性值对该访问的权限进行判断。
的 用 户 公 钥 证 书 并 调 用 安 全 服 务 器 根 据 用 户 公 钥 证 书 中 “证 书 唯 一 标
识”向相关 ＬＤＡＰ 服务器检索该用户的属性证书获取用户的属性值及
其 扩 展 属 性 值 。并 将 属 性 值 缓 存 与 用 户 的 认 证 标 识 一 起 为 用 户 后 面 的
科技信息
○计算机与信息技术○
ＳＣＩＥＮＣＥ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２００７ 年 第 ５ 期
现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）在嵌入式系统中的重要作用
林夏菲 （国防科学技术大学 湖南 长沙 ４１００７３）
基于Xilinx-Spartan6 FPGA的MultiBoot设计的实现
作是 在各 配 置 ｂｔ 文 件 能 正 常 加 载 的 前 提 下 ， 过 ｉ流 通 ＩＡ Ｃ Ｐ设置 配置模 块 中的相 关 寄存 器 并 触发 ＩＲ Ｇ件 中 的 切 换 ， 到 Ｆ Ｇ 实 ｉ流 达 ＰＡ
（ 西安 电子科技大学 电子工程学 院 ，陕西 西安
摘 要
７０ ７ ） １０ １
介 绍 了 Ｍｕ ｉｏｔ 两种 实现 方 法 。通 过 Ｘ ｌ ｘＳ ａ ａ ６ Ｆ Ｇ 的 Ｍ ｌｂｏ 特 性 ，允 许 用 户 一 次 将 多 个 ｈｂ ｏ 的 ｉｎ ｐ ￣ ｎ一 Ｐ Ａ ｉ ｕｔ ｏｔ ｉ
Ｌ Ｕ ａ Ｉ Ｚｈ ｏ， ＤＵ ｎ ｆ ｎ Ｙｏ ｇｅ ｇ， ＸＵ ｉ ｏ Ｚｈ ｂ
（ ｃｏｌ ｆ ｌ ｔ ｎ ｎｉｅｒ ｇ ｉ ａ ｎｖｒ ｔ，Ｘ’ １０ １ ｈｎ ） Ｓｈｏ ｏ Ｅｅ ｒ ｉ Ｅ ｇ ｅｉ ，Ｘｄ ｎＵ ｉ ｓｙ ｉｎ７ ０７ ，Ｃ ｉａ ｃｏｃ ｎ ｎ ｉ ｅｉ ａ
较 大逻辑 资源 且 较 昂 贵 的 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ或 Ａ Ｉ 能 实 现 的 ＳＣ才 功 能 ， 而提 高 器 件 利 用 率 及 系 统 安 全 性 、 低 系统 从 降
成本
实现 不 同功能 的 目的 。Ｆｌ ａｋ操作 是 在 从 配置 Ａ切 ａｂｃ ｌ
换到 配置 Ｂ的过程 中出错 时 ， 另一 个 比较 “ 用 安全 ” 的
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ Ｍｕ ｉ ｏ ｔ ｆｌ ｃ ｙ ｒ ｈ ｂ ｏ ； ａｌ ｋ； ｒｐ ｏ ｒｍ ｂａ ｅ ｒ ｇａ
Ｘ ｌ ｘ公 司 出品 的 Ｓ ａｔ ６系列 Ｆ Ｇ 所 具有 的 ｉｎ ｉ ｐｒ ｎ ａ ＰＡ
进行 系统 重配 置 ， Ｍｕ ｉｏｔ 即 ｈＢ ｏ 特性 。 Ｓ ａ ａ Ｐ Ａ拥 有 专 用 的 Ｍｕ ｉｏｔ 辑 配 置 ｐｒ ｎ一６Ｆ Ｇ ｔ ｈＢ ｏ 逻 模块 ， 来实 现 Ｍｕ ｉｏｔ Ｆ ｌ ａｋ操 作 。Ｍ ｈＢ ｏ 操 ｈＢ ｏ 和 ａ ｂｃ ｌ ｕ ｉｏ ｔ
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基于Xilinx系统中的System ACE实现FPGA全局动态可重配置设计现场可编程门阵列FPGA（Field Programmable Gate Array）作为集成电路领域发展最快的一个分支，兼具ASIC电路的高性能和软件编程的灵活性，在数字逻辑系统中得到了非常广泛的应用。
在主流的FPGA中，绝大多数都采用了SRAM来存放配置数据，称为SRAM FPGA。
这种FPGA的突出优点是可以进行多次配置。
通过给FPGA加载不同的配置数据，即可令其实现不同的逻辑功能．FPGA这种可重配置的能力将给数字系统的设计带来很大的方便。
FPGA的可重配置有两种方式：静态可重配置和动态可重配置翻。
静态可重配置系统在它的整个应用运行中不再改变FPGA的结构。
一般是指在系统（或器件）上电以后，将存放在FPGA外部的非易失性存储器（如EEPROM）中的配置数据一次性加载到FPGA内部的配置存储器SRAM中，在系统运行期间，SRAM中的配置数据始终保持不变；当系统再次启动时，则可以通过加载不同的配置数据来改变FPGA的逻辑功能。
传统的FPGA采用静态配置的方法。
所以在应用它的生命周期中，其功能就不能再改变。
除非上电重新配置。
动态可重配置系统在系统工作运行过程中改变FPGA的结构．一般指在系统运行期间，随时可以通过对FPGA的重新配置来改变其逻辑功能。
而且并不影响系统其他部分的正常运行。
根据可重配置部分的大小可分为全局动态可重配置和局部动态可重配置13l。
这里探讨了全局动态可重配置技术，并详细阐述使用Xilinx系统高级配置环境System ACE （System Advanced ConfiguraTIon Environment）实现Virtex-5全局动态可重配置的关键问题。
1 System ACE技术Xilinx提供系统高级配置环境（System ACE）是为了满足多FPGA空间有效性、高密度，配置解决方案的需要，该配置方案仅支持FPGA而不支持CPLD和PROM。
System ACE是一种全新的在系统可编程配置解决方案。
合理利用此技术可以方便的实现全局动态可重配置，实现FPGA的时分复用。
提高资源利用率。
System ACE CF饵决方案包括System ACE控制器和普通商用的CF卡2部分。
图l所示为System ACE CF 控制器框图。
System ACE控制器有4个接口，其中Compact Flash接口。
MPU接口，Test。