函数模糊查找对应值

2．4．1　FPGA的基本结构

PFGA器件在结构上，由逻辑功能块排列为阵列，它的结构可以分为三个部分:可编程逻辑块CLB(Configurable Logic Blocks)、可编程I/O模块IOB(Input/Output Block)和可编程内部连线PI(Programmable Interconnect)。如图2．17所示，CLB在器件中排列为阵列，周围有环形内部连线，IOB分布在四周的管脚上。不同厂家生产的FPGA在可编程逻辑块的规模、内部互连接的结构和采用的可编程元件上存在较大的差异。

图2．17　FPGA的结构原理

常见PFGA的结构主要有三种类型:查找表结构、多路开关结构和多级与非门结构。下面主要介绍查找表型的。

不同公司产品的查找表类型的FPGA的结构各有特点，但可编程逻辑器件单元基本上都是查找表的静态存储器(SRAM)构成的函数发生器，并由它去控制执行FPGA应用函数的逻辑。如果有N个输入，那么就将有N个输入的逻辑函数真值表存储在一个2N×1的SRAM中。SRAM的地址线起输入作用。SRAM的输出作为逻辑函数的值，由此输出状态去控制传输门或多路开关信号的通断，实现与其他功能块的可编程连接。

查找表结构的优点很多。N个输入的查找表可以实现N个任意函数，这样的函数高达2^N个。但是，这也将带来一些问题，如若有多于5个输入，则由于5个输入查找表的存储单元数是2⁵，它可以实现的函数数目增加的太多，而这些附加的函数在逻辑设计中又经常用不到，并且也很难让逻辑综合工具去开发利用。所以在实际的产品中，一般查找表型FPGA的查找输入N≤5。

目前，Xilinx公司的FPGA芯片分为XC2000、XC3000/XC3100、XC4000、XC5000、XC6200、XC8100、Spartan、Virture等系列。下面以XC3000为例介绍其内部结构。