FPGA的基本工作原理 Xilinx和Altera对比

fpga工程师基础知识

fpga工程师基础知识FPGA工程师基础知识FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性和可重构性，被广泛应用于数字电路设计和开发中。

作为一名FPGA工程师，掌握基础知识是至关重要的。

本文将介绍FPGA工程师所需的基础知识，包括FPGA的概念、工作原理、开发流程以及相关工具和技术。

一、FPGA的概念FPGA是一种可编程逻辑器件，它由一系列可编程逻辑门、存储单元和输入/输出接口组成。

与传统的固定逻辑电路不同，FPGA可以根据用户的需求进行编程，实现各种功能和逻辑运算。

FPGA的灵活性使其成为数字电路设计和开发中的重要工具。

二、FPGA的工作原理FPGA的基本单元是可编程逻辑门，如与门、或门、非门等。

这些逻辑门可以通过编程连接起来，形成复杂的逻辑电路。

FPGA中的存储单元用于存储逻辑电路的状态和数据。

通过配置FPGA中的逻辑门和存储单元，可以实现所需的功能。

FPGA的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 设计：首先，FPGA工程师需要使用HDL（硬件描述语言）如VHDL或Verilog来描述所需的逻辑电路。

设计包括逻辑电路的功能、输入输出接口和时序要求等。

2. 综合：设计完成后，需要使用综合工具将HDL代码转换为逻辑门级的表示。

综合工具将根据目标FPGA的特性和约束生成逻辑网表。

3. 布局与布线：在布局阶段，将逻辑网表映射到FPGA芯片的物理结构上。

在布线阶段，将逻辑网表中的逻辑门通过可编程连接资源连接起来。

4. 配置：配置是将设计好的逻辑电路下载到FPGA芯片上的过程。

FPGA芯片内部有一块非易失性存储器（通常是SRAM），用于存储逻辑电路的配置信息。

5. 运行：配置完成后，FPGA开始运行用户设计的逻辑电路。

FPGA 的输入和输出通过引脚与外部电路连接。

三、FPGA开发流程FPGA的开发流程通常包括以下几个步骤：1. 确定需求：明确所需的功能和性能要求。

fpga的基本工作原理

fpga的基本工作原理FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑芯片，它可以被编程成各种逻辑电路，具有高度的灵活性和可重构性。

FPGA在数字信号处理、图像处理、视频处理和通信等领域得到广泛应用。

本文将介绍FPGA的基本工作原理，包括FPGA的逻辑资源结构、FPGA的编程方式和FPGA的工作过程。

一、FPGA的逻辑资源结构FPGA的逻辑资源主要包括逻辑单元（Logic Units）、查找表（Look-Up Tables）和存储器单元（Memory Units）。

逻辑单元是FPGA中最基本的逻辑单元，它由逻辑门电路组成，包括与门、或门、非门等。

逻辑单元的输出可以直接与其他逻辑单元或存储器单元相连，也可以与查找表的输入相连。

逻辑单元还可以实现复杂的逻辑函数，如加法器、乘法器等。

查找表是FPGA中一个重要的组成部分，它用于存储逻辑函数的真值表，并将真值表与逻辑单元相连。

在FPGA中，查找表通常由4位或5位输入和1位输出组成。

查找表的真值表由程序员编写的逻辑函数确定，并存储在FPGA的寄存器中。

存储器单元是FPGA中另一种重要的逻辑资源，用于存储数据和程序。

FPGA中的存储器单元包括RAM、ROM和寄存器。

其中RAM和寄存器用于存储数据，ROM用于存储程序。

二、FPGA的编程方式通常，FPGA的编程方式分为两种：硬件描述语言（Hardware Description Language，HDL）和原理图编程。

硬件描述语言是一种用于描述数字电路的语言，它由一系列的语句组成，其中包括组合逻辑电路描述和时序逻辑电路描述。

常见的硬件描述语言有Verilog和VHDL等。

原理图编程是一种通过绘制逻辑图来编程的方式。

在原理图中，每个组件都是以图形的形式表示的，例如逻辑门、查找表和存储器单元等。

这些组件可以通过连接线连接起来，从而组成一个完整的数字电路。

在FPGA的工作过程中，程序员先使用硬件描述语言或原理图编写程序，并将程序编译成可被FPGA识别的字节码，然后通过编程器将字节码下载到FPGA中。

三大FPGA芯片公司的主要产品系列和特点

Altera、Xilinx、ActelAltera作为世界老牌可编程逻辑器件的厂家，是可编程逻辑器件的发明者，开发软件MAX+PLUSII和QuartusII。

Altera 的主流FPGA分为两大类，一种侧重低成本应用，容量中等，性能可以满足一般的逻辑设计要求，如Cyclone，CycloneII；还有一种侧重于高性能应用，容量大，性能能满足各类高端应用，如Startix，StratixII等，用户可以根据自己实际应用要求进行选择。

在性能可以满足的情况下，优先选择低成本器件。

* Cyclone（飓风）：Altera中等规模FPGA，2003年推出，0.13um工艺,1.5v内核供电，与Stratix结构类似，是一种低成本FPGA系列，是目前主流产品，其配置芯片也改用全新的产品。

简评：Altera最成功的器件之一，性价比不错，是一种适合中低端应用的通用FPGA，推荐使用。

* CycloneII：Cyclone的下一代产品，2005年开始推出，90nm工艺，1.2v内核供电，属于低成本FPGA，性能和Cyclone相当，提供了硬件乘法器单元简评：刚刚推出的新一代低成本FPGA，目前市场零售还不容易买到，估计从2005年年底开始，将逐步取代Cyclone器件，成为Altera在中低FPGA市场中的主力产品。

* Stratix ：altera大规模高端FPGA,2002年中期推出，0.13um工艺，1.5v内核供电。

集成硬件乘加器,芯片内部结构比Altera以前的产品有很大变化。

简评：Startix芯片在2002年的推出，改变了Altera在FPGA市场上的被动局面。

该芯片适合高端应用。

随着2005年新一代StratixII器件的推出，将被StratixII逐渐取代。

* StratixII: Stratix的下一代产品，2004年中期推出，90nm工艺，1.2v内核供电，大容量高性能FPGA。

简评：性能超越Stratix,是未来几年中，Altera在高端FPGA市场中的主力产品。

xilinxfpga开发实用教程——fpga结构

1.2.1 FPGA工作原理与简介如前所述，FPGA是在PAL、GAL、EPLD、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。

它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即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，而只能采用一种易于反复配置的结构。

查找表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或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。

通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对FPGA的重复配置。

根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算等等，最多只可能存在2n种结果。

所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。

FPGA的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。

查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。

目前FPGA 中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的的RAM。

当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。

下面给出一个4与门电路的例子来说明LUT实现逻辑功能的原理。

例1-1：给出一个使用LUT实现4输入与门电路的真值表。

表1-1 4输入与门的真值表从中可以看到，LUT具有和逻辑电路相同的功能。

实际上，LUT具有更快的执行速度和更大的规模。

由于基于LUT的FPGA具有很高的集成度，其器件密度从数万门到数千万门不等，可以完成极其复杂的时序与逻辑组合逻辑电路功能，所以适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。

fpga架构及原理

fpga架构及原理FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以用来实现数字电路的硬件设计。

它的架构和工作原理相对于其他定制芯片来说，具有更高的灵活性和可编程性。

FPGA的架构主要包括可编程逻辑单元（Configurable Logic Blocks，CLBs）、可编程输入输出单元（I/O Blocks）、时钟管理器、数据通路、配置存储器等组件。

首先，CLBs是FPGA的核心部件，通常由可编程查找表（Look-Up Tables，LUTs）和触发器构成。

LUTs是一个小规模的存储器，能够存储不同输入组合的输出结果。

通过编程，可以将逻辑功能映射到LUTs中，并通过连接不同的LUTs实现更复杂的逻辑功能。

触发器用于存储逻辑电路的状态信息。

其次，I/O Blocks用于连接FPGA芯片与外部设备。

每个I/O Block通常包括输入输出缓冲器和电压电平转换器等，可以将外部信号转化为FPGA内部可以处理的信号，并将FPGA内部信号传递给外部设备。

时钟管理器用于产生和分配时钟信号，确保各个部件的同步性。

它可以控制时钟的分频、相位等，提供统一的时钟信号给FPGA内部的各个组件。

数据通路是连接不同组件的路径，用于传递数据和控制信号。

数据通路可以根据特定应用需求进行优化设计，以提高性能和效率。

配置存储器是FPGA的重要组成部分，用于存储FPGA的配置位流（Configuration Bitstream）。

配置位流是一种描述FPGA内部连接的数据流，通过配置存储器可以实现重新配置FPGA芯片。

基于配置位流，可以实现不同的逻辑功能，并随时更新。

FPGA的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：首先，根据设计需求，使用硬件描述语言（如VHDL或Verilog）完成设计代码。

然后，将设计代码通过综合工具转换为门级网表，表示设计中的逻辑门和它们之间的连接关系。

接下来，使用布局和布线工具将门级网表映射到FPGA芯片上的实际硬件资源上，并生成配置位流。

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工作原理

FPGA工作原理FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种集成电路，它的工作原理与传统的固定功能集成电路有所不同。

FPGA的工作原理可以分为配置阶段和运行阶段两个主要部分。

在配置阶段，FPGA通过编程器将用户设计的逻辑电路信息加载到FPGA芯片中。

这些逻辑电路信息包括逻辑门、触发器、存储器单元等。

FPGA内部有大量的可编程逻辑单元和可编程互连资源，这些资源可以根据用户的需求进行灵活的配置和连接，从而实现各种不同的数字电路功能。

用户可以使用硬件描述语言（如Verilog、VHDL）或图形化设计工具（如Quartus II、Vivado）来描述自己的电路设计，并将其编译成适合FPGA的配置文件。

一旦配置完成，FPGA进入运行阶段。

在这个阶段，FPGA根据用户设计的逻辑电路信息，以及外部输入信号，执行特定的功能。

FPGA内部的逻辑单元根据用户的设计进行逻辑运算，存储器单元用于存储中间结果，互连资源用于连接各个逻辑单元和存储单元。

通过这些操作，FPGA可以实现各种复杂的数字信号处理、通信、控制等功能。

FPGA的工作原理可以用一个灵活的数字电路平台来形容。

与固定功能集成电路相比，FPGA具有灵活性强、适应性好、开发周期短等优点。

因此，FPGA在数字系统设计、通信系统、图像处理、工业控制等领域得到了广泛的应用。

总的来说，FPGA的工作原理是基于可编程逻辑和可编程互连资源的灵活配置，以及根据配置实现特定功能的运行。

通过这种工作原理，FPGA可以满足不同应用场景下的灵活性和可定制性需求，是一种非常重要的数字集成电路技术。

AlteraFPGA和Xilinx-FPGA-引脚功能详解解读

ＸｉｌｉｎｘＦＰＧＡ引脚功能详细介绍注：技术交流用，希望对大家有所帮助。

IO_LXXY_# 用户IO引脚XX代表某个Bank内唯一的一对引脚，Y=[P|N]代表对上升沿还是下降沿敏感，#代表bank号2.IO_LXXY_ZZZ_# 多功能引脚ZZZ代表在用户IO的基本上添加一个或多个以下功能。

Dn：I/O（在readback期间），在selectMAP或者BPI模式下，D[15:0]配置为数据口。

在从SelectMAP读反馈期间，如果RDWR_B=1，则这些引脚变成输出口。

配置完成后，这些引脚又作为普通用户引脚。

D0_DIN_MISO_MISO1：I，在并口模式（SelectMAP/BPI）下，D0是数据的最低位，在Bit-serial模式下，DIN是信号数据的输入；在SPI模式下，MISO是主输入或者从输出；在SPI*2或者SPI*4模式下，MISO1是SPI总线的第二位。

D1_MISO2，D2_MISO3：I，在并口模式下，D1和D2是数据总线的低位；在SPI*4模式下，MISO2和MISO3是SPI总线的MSBs。

An：O，A[25:0]为BPI模式的地址位。

配置完成后，变为用户I/O 口。

AWAKE：O，电源保存挂起模式的状态输出引脚。

SUSPEND是一个专用引脚，AWAKE是一个多功能引脚。

除非SUSPEND模式被使能，AWAKE 被用作用户I/O。

MOSI_CSI_B_MISO0：I/O，在SPI模式下，主输出或者从输入；在SelectMAP模式下，CSI_B是一个低电平有效的片选信号；在SPI*2或者SPI*4的模式下，MISO0是SPI总线的第一位数据。

FCS_B：O，BPI flash 的片选信号。

FOE_B：O，BPI flash的输出使能信号FWE_B：O，BPI flash 的写使用信号LDC：O，BPI模式配置期间为低电平HDC：O，BPI模式配置期间为高电平CSO_B：O，在并口模式下，工具链片选信号。

FPGA入门教程_ALTERA_Quartus_II__和_XILINX___ISE_CPLD入门教程_教案_VHDL_Verilog_例程讲解

广州邦讯信息系统有限公司 FPGA培训教程
2011-8
FPGA介绍
何为FPGA?

FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，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数有限的缺点
Verilog HDL 的抽象级别
语言本身提供了各种层次抽象的表述，可以用详细程度有很大差别的的多层次模块组合来描述一个电路系统。行为级：技术指标和算法的Verilog描述 RTL关级：具体的晶体管物理器件的描述
Verilog HDL 的抽象级别
设计复杂数字系统的工具和手段
两种硬件描述语言： Verilog VHDL
有哪几种硬件描述语言？各有什么特点？

Verilog HDL - 较多的第三方工具的支持 - 语法结构比VHDL简单 - 学习起来比VHDL容易 - 仿真工具比较好使 - 测试激励模块容易编写
Verilog HDL 的发展历史
两者建模能力的比较
行为级的抽象
系统级
SystemVerilo g
算法级
VHDL Verilog
寄存器传输级
逻辑门级 VITAL
开关电路级
VerilogHDL 与 VHDL 建模能力的比较
Verilog HDL有什么用处？
在各种抽象层次上描述数字电路
测试各种层次数字电路的行为设计出正确有效的复杂电路结构

数字信号处理系统的实现

非实时系统：通用的计算机和利用通用计算机改装的设备，主要工作量是编写 “C” 程序。输入/输出数据大多为文本。实时系统：信号处理专用的微处理器为核心的设备，主要工作量是编写汇编程序。输入/输出数据大多为数据流，直接用于控制。

简谈Altera和Xilinx的FPGA区别

简谈Altera和Xilinx的FPGA区别大家好，又到了每日学习的时间了，最近有很多人再问我学习FPGA到底是选择Altera的还是xilinx的呢，于是我就苦口婆心的说了一大堆，中心思想大概就是，学习FPGA一定要学习FPGA的设计思想以及设计原理，不要纠结于单一的实验平台或者操作软件，因为你想在这个行业越走越高的话，广度和深度都是要有所了解的，初期学习的时候尤其注重动手，选择一款操作平台以及操作软件是为了让你更好的去动手做，而不是让你在这款软件或者实验平台去做文章，因为不懂原理的话，换个环境你同样是什么都不明白。

尤其是现在的科技公司产品更新升级换代还比较快，要学会去掌握最核心的知识点才是王道。

下面，就我自己接触，咱们就来简单聊聊Altera和Xilinx的FPGA 区别，欢迎大家一起交流，三人行，必有我师，共同学习，共同进步。

对于Altera和Xilinx 的FPGA，本人认为可以分为两个方面去比较一下，基本逻辑资源和内部基本架构。

从目前企业中做开发使用的广泛性来说，Xilinx占得比重确实是大一些，但是从其他方面来说，比如价格，相对而言Altera的便宜些。

对于两者的特点，Xilinx的短线资源非常丰富，这样在实现的时候，布线的成功率很高，尤其是逻辑做得比较满的时候。

而Altera的FPGA 的短线资源经常不够用，经常要占用LE来充当布线资源，这也是为什么Altera的FPGA 可以便宜的原因，资源少些当然便宜，但是如果你是高手，也能把他的性能发挥得很好。

另外就是关于块RAM，Xilinx的双口RAM是真的，Altera的没有双口RAM，如果你要实现真正的双口RAM，只能用两块RAM来背靠背地实现，这样你的RAM资源就少了一半，如果你的应用对片内双口RAM的需求很重要，用Altera的就划不来。

下面咱们就从我刚才说的基本逻辑资源和内部基本架构这两个方面来聊聊。

1.基本逻辑资源基本的逻辑资源我建议大家可以去看看两家的芯片做个比较，今天时间有限就不给各位详谈了，通过比较你会发现我上面说的还是有点道理的。

Altera与Xilinx开发环境对比

Altera与Xilinx开发环境对⽐倒底是Altera的FPGA好，还是 Xilinx的FPGA好，其实这个问题还真不好怎么回答，两家都是全球最⼤的FPGA供应商，⽽且⽤量都很⼴。

本⼈⽤过cyclone和spartan系列的FPGA，现就开发⼯具及开发流程对这两家FPGA进⾏对⽐。

⼀、开发⼯具Altera的开发⼯具有Quartus II 、Sopc builder、Nios II、signal tap II、DSP Builder；Xilinx的开发⼯具有ISE、EDK、SDK、ChipScope 、System Generator；Quartus II相对于ISE，都是逻辑设计软件，功能相当；Sopc builder相对于EDK，⽤来建⽴软核，Sopc builder是⽣成bsf⽂件与quartus接⼝，⽣成ptf⽂件与nios接⼝，⽽edk则可直接⽣成⽬标⽂件（bit），⽽且还可以⽤EDK进⾏软件设计，也就是说EDK可以不依赖ISE和SDK就可独⽴完成⼀个设计。

相⽐之下EDK要胜sopc builder ⼀筹。

Nios II相对于SDK，两者功能相当，⽽且界⾯相似度达到99％。

⽤SDK进⾏软件开发⽐在EDK中还是要好⼀些，界⾯⽐EDK中的友好。

signal tap II相对于ChipScope，嵌⼊式逻辑分析仪，⽅便调试；DSP Builder相对于System Generator⽤来建⽴DSP的算法模块。

由于没⽤过ChipScope和System Generator，所以不做分析。

⼆、开发流程先说说ALTERA的SOPC开发流程硬件设计⾸先，通过QUARTUS II建⽴⼯程，新建⼀个Block Diagram/Schematic File⽂件；再打开SOPC Builder建⽴CPU系统，添加IP，点击Genenater⽣成.bsf和.ptf⽬标⽂件；再回到QUARTUS II，将bsf⽂件导到⼊Schematic中，分配引脚，编译⽣成sof和pof⽂件。

fpga结构与工作原理

fpga结构与工作原理FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件。

它由数百万个可编程逻辑门和存储器单元组成，可以实现各种数字逻辑和信号处理功能。

与传统的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit，专用集成电路）相比，FPGA可以通过编程来实现功能，而ASIC需要设计和制造专用芯片。

FPGA的结构包括：1.输入-输出块（IOB）：IOB根据需要配置为输入或输出，可以与其他电路或设备通信。

2.配置存储器（Configuration Memory）：配置存储器储存着FPGA 的配置文件，也就是FPGA 指令集。

3.时钟管理电路（Clock Management Circuit，CMC）：CMC用于生成和分发时钟信号，并提供时钟管理功能。

4.逻辑块（Logic Block，LB）：逻辑块是FPGA的主要部分，它包含多个可编程逻辑单元（Look Up Tables，LUTs）和多个存储器单元（Flip-Flops，FFs）。

逻辑块通过互联网络相互连接。

FPGA的工作原理是：1.通过编程器将所需的功能指令加载到配置存储器中。

2.当FPGA通电时，配置存储器中的配置文件被加载到FPGA中。

3.FPGA内部的逻辑块根据配置文件中的指令进行组合逻辑操作、存储操作和时序控制操作。

4.将逻辑块中处理的信号通过互联网络连接到输入/输出块或其他逻辑块中进行进一步处理。

5.根据所需的功能和电路设计要求，重新编程配置存储器来更改FPGA的功能和行为，实现不同的功能和应用。

总之，FPGA具备高度灵活性、可定制性和可编程性，可以实现非常复杂和多样化的电路设计和应用。

比较Altera与Xilinx带ARM处理器的FPGA哪个更好？

⽐较Altera与Xilinx带ARM处理器的FPGA哪个更好？如今FPGA开始带ARM处理器了。

赛灵思（Xilinx）的称作可扩展处理平台，取名Zynq；Altera的称作集成ARM处理器的SoC FPGA。

今年3⽉份，赛灵思推出Zynq；今年10⽉份，Altera推出集成ARM处理器的SoC FPGA。

两家公司的产品⾮常类似。

两者都是集成ARM Cortex-A9 MPCore 双核处理器的SoC，都采⽤28纳⽶⼯艺，都在台积电⽣产。

它们的⽬标应⽤领域也都是视频监视、汽车驾驶员辅助以及⼯⼚⾃动化（⼯业驱动）。

那么，它们之间有什么不同呢？Altera公司产品及企业市场副总裁Vince Hu先⽣总结出以下⼏点不同：1. FPGA与处理器之间的互联（AXI总线）带宽，Altera的SoC FPGA较Xilinx的Zynq有所提升，⼤约是Zynq的两倍带宽。

这样整个芯⽚的性能会更好。

2. Altera的产品更丰富，有两个系列：Cyclone V和Arria V SoC FPGA。

两个不同产品系列针对不同的应⽤，⽤户在功能与价格上⾯有更多的选择。

3. 两家虽然都是由台积电代⼯，但所采⽤的⼯艺有所不同。

Altera选⽤的是LP ⼯艺（lowpower，即低功耗），这样对产品的功耗跟价格⽅⾯会有所缓解。

4. Altera推出的虚拟⽬标软件可提升软件开发⼯程师的效率，把他们的开发时间降到最低。

5. Altera的SoC FPGA的存储器的控制提供 ECC，即纠错码功能，可以满⾜对数据完整性的⾼的需求。

不过赛灵思不以为然。

赛灵思亚太区市场及应⽤总监张宇清说，Altera在步Xilinx的后尘，并完全模仿赛灵思的Zynq。

Zynq-7000 系列预计将于今年下半年推出，⽽Altera的产品需要⼀年之后。

⼯艺⽅⾯，赛灵思与台积电合作开发了HP-L（⾼性能、低功耗）⼯艺，芯⽚性能⽐LP⼯艺会更好，成本也不会显著提⾼。

xilinx和altera的区别

1. 从好用来说，肯定是Xilinx的好用，不过Altera的便宜他们的特点，Xilinx的短线资源非常丰富，这样在实现的时候，布线的成功率很高，尤其是逻辑做得比较满的时候。

Altera的FPGA的短线资源经常不够用，经常要占用LE来充当布线资源（这也是为什么Altera的FPGA可以便宜的原因，资源少些当然便宜），但是如果你是高手，也能把他的性能发挥得很好。

另外就是关于块RAM，Xilinx的双口RAM是真的，Altera的没有双口RAM，如果你要实现真正的双口RAM，只能用两块RAM来背靠背地实现，这样你的RAM资源就少了一半，如果你的应用对片内双口RAM的需求很重要，用Altera 的就划不来。

2. Xilinx与Altera FPGA比较系列之一逻辑资源速度一开始没想到这个比较会得到大家的关注，纯粹是出于自己的兴趣。

两个厂商都会宣称自己某一方面比对方好，到底是谁的更好呢？这肯定是个仁者见仁，智者见智的问题。

最近这段时间比较忙，项目到了比较关键的阶段，加上其他一些杂七杂八的事情，很难有比较完整的时间坐下来完成报告，直到今天才基本把一些文档整理完。

在整理的过程中，越来越觉得很难比较两者之间的速度，因为相关的因素实在太多了。

软件的好坏，器件本身的延迟，设计等等对最优的速度都有着相当大的影响。

做速度比较用的滤波器很难代表其他的设计，算是抛砖引玉，希望能够和大家一起讨论FPGA的速度这个问题。

在整理过程中，发现了很多很有趣的事情，比如Stratix III和Stratix II的速度区别等。

为此，作者做了一些简单的实验，希望能够找到合理的解释，来分析出现这些现象的原因。

编译之前的考虑根据作者自己的一些经验，作者把常用的一些开关打开了，以便更好的优化速度。

另外，有一些选项作者拿不准是否两个软件都有相似的开关，就没有打开。

为了使得比较更加合理，作者尽可能选择门数和IO速度都比较接近的FPGA。

Xilinx采用ISE9.1 Service Pack1版本，Altera采用Quartus7.1 Servic e Pack1版本，Xilinx:Altera编译结果作者采用了两种形式的滤波器来比较两者的速度。

FPGA硬件电路设计及FPGA平台介绍

FPGA硬件电路设计及FPGA平台介绍FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，通过在硬件电路中配置逻辑元件和互连资源来实现特定功能。

相比于专用集成电路（ASIC），FPGA具有灵活性、可重构性和可编程性的优势，适用于需要频繁修改或定制的应用场景。

1.需求分析：明确目标应用的功能和性能需求，包括输入输出接口、处理算法和时序要求等。

2.架构设计：根据需求分析，设计FPGA电路的系统级架构，确定各个模块之间的功能关系和数据流。

3.模块设计：将系统级架构划分为若干个功能模块，对每个模块进行详细设计，包括模块功能、接口定义和内部逻辑电路的设计。

4.时序设计：对FPGA电路进行时序约束和分析，保证各个模块之间的时序关系和时序容限满足系统要求。

5. 逻辑综合：将设计的RTL（Register Transfer Level，寄存器传输级）描述转化为门级电路网表，在逻辑综合阶段可以对电路进行优化。

6.物理布局：将逻辑电路的网表转化为物理布局，在硬件电路中确定各个逻辑元件和互连线的具体位置。

7.静态时序分析：通过静态时序分析工具对布局完成的电路进行时序验证，保证时序约束满足需求。

FPGA平台是指进行FPGA硬件电路设计的基础工具和开发平台。

常见的FPGA平台有Xilinx、Altera等厂商提供的开发工具和FPGA开发板。

以下是对两个常见的FPGA平台的介绍：1. Xilinx：Xilinx是一家全球领先的可编程逻辑器件和开发工具提供商。

Xilinx的FPGA产品系列包括Zynq、Spartan、Virtex等多个系列，分为低端、中端和高端，适用于不同的应用场景和性能需求。

对于FPGA硬件电路设计，Xilinx提供了Vivado开发套件，包括设计工具、仿真工具和调试工具等，方便用户进行设计、验证和调试。

2. Altera（Intel FPGA）：Altera是一家全球领先的可编程逻辑器件和高速通信解决方案提供商，2024年被英特尔收购并更名为Intel FPGA。

FPGA_百度百科

FPGA_百度百科FPGA（Field-Programmable Gate Array）是可编程逻辑门阵列的缩写，是一种集成电路芯片。

与其他可编程芯片（如微控制器）不同的是，FPGA的结构可以随意配置和重新配置，因此具有极高的灵活性和可编程性。

本文将介绍FPGA的定义、原理、应用以及其在科技领域的前景。

一、FPGA的定义FPGA是一种具备灵活可配置性的集成电路芯片，在设计和制造过程中，其内部逻辑电路结构可以自由配置和重新配置。

这种可变性使得FPGA适用于各种应用，并且能够在实时性要求高、多样化工程任务中发挥出色的性能。

FPGA的芯片内部由大量的可编程逻辑块（Configurable Logic Block，CLB）组成，这些块可以连接成任意的逻辑电路。

二、FPGA的原理FPGA的原理可以简单地描述为：FPGA芯片内部由大量的可编程逻辑块连接而成，这些逻辑块可以自由配置和重配。

在设计过程中，用户可以利用硬件描述语言（HDL）编写逻辑电路的代码，然后使用专门的设计工具将代码映射到FPGA芯片的逻辑块上，从而形成所需的逻辑电路。

一旦配置完成，FPGA芯片即可按照设计要求进行工作。

三、FPGA的应用由于FPGA具备高度的灵活性和可配置性，它在各个领域都有广泛的应用。

以下是FPGA在几个主要领域中的应用示例。

1. 通信和网络FPGA广泛应用于通信和网络领域，可以用于实现各种通信协议和网络协议的硬件加速。

通过配置FPGA芯片，可以提高通信和网络设备的性能和吞吐量，同时降低功耗。

2. 图像处理图像处理是FPGA的另一个主要应用领域。

FPGA可以通过并行处理实现实时的图像处理和图像识别算法。

例如，FPGA可以用于实现实时视频编解码、图像滤波、目标检测等功能。

3. 工业控制FPGA在工业控制领域也有重要的应用。

它可以用于实现各种控制算法和控制系统。

例如，FPGA可以用于实现工业机器人的控制、自动化生产线的控制以及工厂中的传感器和执行器的控制。

xilinx和altera的区别

1. 从好用来说，肯定是Xilinx的好用，不过Altera的便宜他们的特点，Xilinx的短线资源非常丰富，这样在实现的时候，布线的成功率很高，尤其是逻辑做得比较满的时候。

Altera的FPGA的短线资源经常不够用，经常要占用LE来充当布线资源（这也是为什么Altera的FPGA可以便宜的原因，资源少些当然便宜），但是如果你是高手，也能把他的性能发挥得很好。

另外就是关于块RAM，Xilinx的双口RAM是真的，Altera的没有双口RAM，如果你要实现真正的双口RAM，只能用两块RAM来背靠背地实现，这样你的RAM资源就少了一半，如果你的应用对片内双口RAM的需求很重要，用Altera 的就划不来。

2. Xilinx与Altera FPGA比较系列之一逻辑资源速度一开始没想到这个比较会得到大家的关注，纯粹是出于自己的兴趣。

两个厂商都会宣称自己某一方面比对方好，到底是谁的更好呢？这肯定是个仁者见仁，智者见智的问题。

最近这段时间比较忙，项目到了比较关键的阶段，加上其他一些杂七杂八的事情，很难有比较完整的时间坐下来完成报告，直到今天才基本把一些文档整理完。

在整理的过程中，越来越觉得很难比较两者之间的速度，因为相关的因素实在太多了。

软件的好坏，器件本身的延迟，设计等等对最优的速度都有着相当大的影响。

做速度比较用的滤波器很难代表其他的设计，算是抛砖引玉，希望能够和大家一起讨论FPGA的速度这个问题。

在整理过程中，发现了很多很有趣的事情，比如Stratix III和Stratix II的速度区别等。

为此，作者做了一些简单的实验，希望能够找到合理的解释，来分析出现这些现象的原因。

编译之前的考虑根据作者自己的一些经验，作者把常用的一些开关打开了，以便更好的优化速度。

另外，有一些选项作者拿不准是否两个软件都有相似的开关，就没有打开。

为了使得比较更加合理，作者尽可能选择门数和IO速度都比较接近的FPGA。

Xilinx采用ISE9.1 Service Pack1版本，Altera采用Quartus7.1 Servic e Pack1版本，Xilinx:Altera编译结果作者采用了两种形式的滤波器来比较两者的速度。

fpga的工作原理

fpga的工作原理
FPGA是一种可编程逻辑器件，它是由大量的逻辑门、存储单元和可编程连接器件组成的。

FPGA的工作原理是基于可编程逻辑的思想，它可以在需要的时候重新配置它的逻辑电路，实现不同的功能。

FPGA的逻辑电路是由可编程逻辑单元（PLU）组成的，每个PLU 都可以完成特定的逻辑操作，例如AND、OR和NOT等。

这些PLU可以通过可编程连接器件连接起来，形成任意的逻辑电路。

在FPGA中，存储单元是用来存储数据的，它可以是寄存器、存储器或FIFO等。

这些存储单元可以根据需要进行配置，以适应不同的应用需求。

FPGA的可编程连接器件可以将逻辑单元和存储单元连接在一起，形成一个完整的逻辑电路。

这些连接器件可以根据需要进行配置，以满足不同的应用需求。

FPGA的配置是通过编程器进行的，编程器可以将设计好的逻辑电路转换成FPGA可以理解的配置文件。

这个配置文件包含了逻辑电路的所有信息，包括逻辑单元和存储单元的类型和位置，以及连接器件的位置和连接方式。

一旦FPGA被配置完成，它就可以开始工作了。

FPGA的工作方式是通过时钟信号来控制的，时钟信号可以让FPGA在特定的时间间隔内执行特定的操作。

在每个时钟周期内，FPGA会根据配置文件中的逻辑电路进行计算，并将结果存储到存储单元中。

总的来说，FPGA的工作原理是通过可编程逻辑单元、存储单元
和连接器件组成可重构的逻辑电路，实现不同的应用功能。

这种可编程性使得FPGA比传统的硬件电路更加灵活、可定制化和易维护。

Xilinx和Altera FPGA的基本逻辑单元对比

Xilinx和Altera FPGA的基本逻辑单元对比要比较Xilinx和Altera的FPGA，就要清楚两个大厂FPGA的结构，由于各自利益，两家的FPGA结构各不相同，参数也各不相同，但可以统一到LUT(Look-Up-Table)查找表上。

以Altera的Cyclone II系列的EP2C35，以及Xilinx的Spartan-3E系列的XC3S500E为例。

可以参考Datasheet。

Cyclone IISpartan-3E其中Altera的LE和Xilnx的LC对应于LUT的结构。

Altera从LE的结构可以知道1 LE = 1 LUTXilinxLogic Cell = 4-input Look-Up Table (LUT) + a ‘D’ flip-flop；Datasheet 上有公式："Equivalent Logic Cells" equals "Total CLBs" x 8 Logic Cells/CLB x 1.125 effectiveness即有：9LEs/CLB；下图是1 Slice的结构，从Slice的结构可以看到1 CLB =4 Slice=9 LC从而可以知道Xilinx和Altera FPGA逻辑资源的对应关系：（为了统一度量衡（感觉像QSH一样），业界一般会归结到BLM（Basic Logic Module）1 BLM＝1 LUT4（四输入查找表）＋1 寄存器（可以配置成1 触发器DFF或1 锁存器）+多路复用器mux1 BLM＝1 LC（Xilinx)=4/9 Slice(Xilinx)= 1/9 CLB（Xilinx)=1 LE(Altera)=0.125 LAB(Altera）=2.25 Tile(Actel)于是就可以知道Altera的Cyclone II系列的EP2C35有33216个LUT，我用的是Xilinx的Spartan-3E系列的XC3S500E有9312个LUT ,加上EP2C35还有4个PLL，我的XC3S500E就更比不上了。