一款FPGA可編程邏輯塊的全定制設(shè)計(jì).pdf

1、可編程邏輯塊是FPGA可以通過配置實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的核心器件。其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響著FPGA實(shí)現(xiàn)具體設(shè)計(jì)的性能及FPGA芯片可以承載的最大系統(tǒng)級晶體管數(shù)。因此，在FPGA芯片設(shè)計(jì)中，可編程邏輯塊的設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
　　 本文使用130nm工藝設(shè)計(jì)了一款適用于1000萬系統(tǒng)門FPGA的可編程邏輯塊。根據(jù)從頂?shù)降椎娜ㄖ圃O(shè)計(jì)方法，首先利用實(shí)驗(yàn)法及CAD工具完成了總體結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)，然后根據(jù)各模塊的可配置的功能特點(diǎn)結(jié)合可實(shí)現(xiàn)電路

2、的基本形式，完成了電路的手工搭建工作，并且利用Elmore線性模型及Logic effort方法完成速度的優(yōu)化及晶體管尺寸的確定，最后根據(jù)總體結(jié)構(gòu)及面積的大小進(jìn)行了版圖規(guī)劃，并對所設(shè)計(jì)的模塊進(jìn)行功耗評估、仿真驗(yàn)證、速度性能對比等。
　　 設(shè)計(jì)完成的可編程邏輯塊，獨(dú)有一條快速的查找表輸出路徑，提高了查找表獨(dú)立使用時(shí)的速度，與Xilinx VirtexⅡ相比該路徑速度提升了接近10％；另外加入了一條快速進(jìn)位路徑，提高了FPGA實(shí)現(xiàn)加