FPGA的工作原理及其应用

<正> 现场可编程门阵列(FPGA)是可编程器件。与传统逻辑电路和门阵列(如PAL、GAL及CPLD器件)相比,FPGA具有不同的结构,FPGA利用小型查找表(16×1RAM)来实现组合逻辑;每个查找表连接到一个D触发器的输入端,触发器再来驱动其它逻辑电路或驱动I/O,由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块;这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过     

FPGA技术在软件无线电中的应用

本文首先建立了单信道的软件无线电数学模型,分析比较了FPGA、ASIC以及DSP设计方式的优缺点,并深入研究了FPGA技术在软件无线电中的应用。     

MD5算法的FPGA实现

文章首先对数字签名算法MD5的流程和应用作了简要介绍,然后详细阐述了用FPGA对MD5算法的硬件设计,给出了FPGA设计的整体结构示意图。     

FPGA在软件无线电中的应用

继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后，软件无线电已经成为了无线通信领域的又一次革命，论述了软件无线电的基本概念、技术难点和研究现状；讨论了大规模现场可编程门阵列（FPGA）在软件无线电中的应用。     

FPGA在机载雷达信号处理系统中的应用

介绍了一种基于大规模FPGA及高性能DSP芯片的机载雷达信号处理嵌入式系统的设计方案及设计实现。采用标准的VME总线及基于FPGA内嵌MGT的高速串行互连技术，具有实时性强、集成度高以及软硬件可编程易于系统扩展及重构的特点。     

应用FPGA技术实现FFT

介绍了应用ＦＰＧＡ技术实现ＦＦＴ的方法,它既有ＤＳＰ器件的灵活性,又有专用ＦＦＴ芯片的快速性,可以广泛地应用于信号处理的各个领域。     

基于FPGA的可编程电阻的设计

现在市场上的各种电阻和电阻箱有不足之处,不能满足一些研发场所的要求,为了解决这一问题,本文介绍一种基于FPGA的可直接输入阻值提供不同电阻的设计方法。FPGA通过控制继电器的吸合,从而确定与其并联的电阻的接入与否,最后通过电阻的叠加得到不同阻值。介绍了该设计的工作原理及软件设计思想,并有部分仿真结果。这种设计使用8421编码原则和硬件描述语言,减少了一些元器件的使用。相比于市场上的产品,其稳定性更高,抗干扰性更强,体积也更小,同时,它的操作更简便,显示更直观。     

FPGA 布线开关的电路设计

在分析隔离岛式FPGA布线结构的基础上，设计了导通晶体管布线开关和三态缓冲布线开关。设计了级恢复电路，解决了导通晶体管开关引起的静态功耗问题。提出了基于扇人的三态缓冲开关bufm，避免了一般缓冲开关的扇出问题。最后，我们对各种布线开关的延时特性作了比较，提出了一些合理的建议。     

迎来新一代FPGA

新一代平台FPGA器件不仅比早先代的产品规模更大、速度更快,并且已经能够在单个功能强大的可编程系统平台器件中集成大量传统上的“片外”元器件。过去,嵌入式设计是软件和硬件的组合,其中硬件平台通常以处理能力、存储器和数字逻辑来简单地描述。但到了2002年,业界已经可在单个可编程平台器件中实现处理和计算能力、存储器、逻辑单元和附加系统器件的完全集成。     

用单片机M6759配置FPGA的解决方案

Altera公司的FLEX、ACEX系列FPGA需外接存储器。常用解决方案是用EPC1441、EPC1来配置，但缺点是价格高，1次性使用。现在提出用单片机配置FPGA的方案，由于需大量的存储空间来配置数据，我们选用1种性价比很好的Ali M6759单片机，它是51系列，片内有64K程序空间，价格仅$2．0。     

基于FPGA的抽取内插在工程实践中的应用

新一代的测控基带支持模拟信号输入和数字光纤信号输入2种方法,输入信号可以支持中心频率为70、 300 MHz的模拟信号或者零中频的光纤数字信号。提出了基于FPGA的抽取和内插信号处理流程的设计,采用了抽取和内插的方式将不同的输入信号统一处理为20 MHz的中频信号,并采取合适的滤波器进行滤波,使得最后输出信号形式兼顾传统接收解调信号处理模块的接口。该模块的优势在于可以处理不同频率的输入信号,同时兼顾了后端模块的设计,减少了工程设计的工作量。     

光耦在FPGA应用中的可靠性设计

结合实际工作中的体会和经验,就光耦可靠性设计等问题展开了论述;特別是对于象FPGA等较低的输入电流器件,论述了如何进行可靠性设计,并提出一些改善设计的方法。     

FPGA技术在工程中的应用

这里介绍一种属于半定制专用集成电路［ＡＳＩＣ］中频具前途的新一代用户可编程门阵列，它具有速度快、功耗低、功能强，可反复使用等特点，经在某重点工程中实际应用，取得了较好的技术效益与经济效益，具有很大的推广应用价值。     

FPGA设计在工作站上的实现

本文主要讲述了在工作站上实现ＦＰＧＡ设计的２种方法，并介绍了电子系统设计的一种新途径－ＶＨＤＬ语言设计。     

用CPLD实现安全可靠的FPGA加密设计

基于SRAM（静态随机存储器）工艺的FPGA即现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array）,每次上电时都需要重新配置.为了防止上电时数据流被非法克隆,CPLD和FPGA内都有一个相同的伪随机码发生器,可以利用CPLD产生伪随机码来加密FPGA.上电配置完时,FPGA处于等待状态,且不能正常工作,此时两个伪随机序列握手比较,相同时,使FPGA工作,否则停止工作.通过对Gollman算法的研究,能达到很好的加密效果,保证了开发者的知识产权不受侵害,在现代电子、通讯等领域得到了广泛的应用.     

SOI CMOS FPGA电路设计技术研究

介绍了基于SOI CMOS工艺平台的FPGA电路的设计；结合FPGA电路自身的特点，对电路从标准体硅CMOS工艺迁移到SOI CMOS工艺过程中，在逻辑、版图以及可靠性等方面所作的分析和实践进行了总结。     

基于FPGA的PCI Express应用平台设计

PCI-E接口是第三代计算机I/O互连标准,具有高速率、高带宽等特点。文中针对高速数据传输系统的需求,基于FPGA片上的PCI-E IP硬核设计,实现了一种PCI-E总线的数据传输及处理应用平台,同时给出了3种数据传输模式,并在Windows XP操作系统下进行了实际测试验证,测试结果表明,该平台功能正确,单向传输速率最高可达7.12 Gbit·s^-1,满足PC机对高速数据传输系统的应用。     

基于FPGA的雷达测距设计

介绍了利用现场可编程门阵列(FPGA)技术来实现雷达测距的方式,论述了该系统的硬件结构组成和功能。针对测距处理的特点和要求,充分利用了FPGA的高速灵活的可编程资源,应用VHDL语言编程实现测距的硬件设计,既提高了处理速度和精度,又具有可编程的灵活性。经验证该设计能够完成测距处理,工作性能良好。     

流水线CORDIC算法的FPGA实现

坐标旋转计算机（CORDIC）算法可以将多种难以用硬件电路直接实现的复杂运算分解为统一的简单移位、加法运算,然后逐次逼近结果。这种方法很好地兼顾了精度、速度和硬件复杂度,因而在数字信号处理领域得到了广泛应用。首先简要介绍了CORDIC算法的原理,然后基于现场可编程门阵列（FPGA）实现了流水线结构的CORDIC算法,仿真结果表明,其输出误差很小,与理论值基本一致。     

基于FPGA的高速SDRAM控制器的视频应用

为了满足视频处理中数据的高速读写,使用FPGA定制了一种SDRAM控制器,此控制器能够通过采用切换bank操作、自动预冲、集中刷新等组合操作实现任意突发长度的数据读写,满足了对连续视频数据的存储要求。