FPGA基本原理

FPGA基本可编程单元的配置是一个寄存器和一个查找表，但是不同的厂商的寄存器和查找表的内部结构有一定的差异，而且寄存器和查找表的组合模式也不相同。

一般来说，将1个Register与一个LUT（Look-up-table）组合起来，称为1个LE（Logic Element ）或者LC（Logic Cell）,逻辑单元。

• Lattice的底层逻辑单元叫做PFU（Programmable Function Unit，可编程功能单元），它由8个LE构成，每两个LE被称为Slice；

• Xilinx的可编程单元叫Slice，它是由上下两个LC构成；

• Altera某些FPGA将10个LE组合起来，称为逻辑阵列模块（LAB，Logic Array Block）。

不论PFU、Slice还是LAB，他们中除了LE外，还配有进位链、控制信号、局部互联线资源、级联链等连线与控制资源，从而通过组合完成复杂的组合和时序逻辑。

上图为FPGA基本可编程简化图，实现下面四种功能

1. 信号直连
2. 只使用LUT，实现组合逻辑
3. 只使用Register，实现信号打拍
4. 使用LUT和Register，实现时序逻辑
   使用LUT和Register，实现时序逻辑