与Max对话：更高级的FPGA架构

赛灵思（本网站的赞助商）于1985 年最早介绍FPGA XC2064。 这包括8 ×8 逻辑阵列块，每块包括4 位LUT 以及其他简单功能。 由于功能有限，早期FPGA 只应用于相对简单的任务，如收集粘合逻辑，或执行简单的基本状态操作http://en.wikipedia.org/wiki/Glue_logic。时过境迁，情况有所变化。

更为高端的FPGA 架构
按照年份和节点（我们会在以后的栏目里讨论技术节点），FPGA 增加了功能和性能，同时能耗降低了。

在大约2006 年之前，还是广泛使用4 位LUT。 实事上，最小的FPGA 系列使用4 位LUT，但高端器件可使用6 位LUT、7 位LUT 或8 位LUT。 这些FPGA 可使用单一LUT 或分成较小的功能，如两个4 位LUT 或3 位LUT、5 位LUT。 真正高端的器件中，可编程架构能够表示数百万个（有时好几千万个）原始逻辑门。

如果逻辑功能，也就是计数器，可使用FPGA 可编程架构执行，其功能是软件功能。经过对比，如果一个功能可在芯片上执行，其功能是硬件功能。由于这些功能越来越大，更为复杂，我们称其为核心功能。软核的好处是可以设计你需要的任何程序。硬核的好处是占用较小的芯片，提供较高性能，占用较少的功耗。可选的解决方案是使用多个软核（在可编程架构中执行）和硬核（直接在芯片上执行）。因此，除了基于LUT 的可编程架构，目前FPGA 增加至如下所示的硬核：

更高级 FPGA 架构

例如，该器件可包括数千个加法器、乘法器和数字信号处理(DSP) 功能；兆位的晶载内存；大量的高速串口互连(SERDES) 收发器模块，大量的其他函数。

我在All Programmable Planet 上的 最早栏目里写道：“FPGA 这个名称不再代表目前可编程器件的功能和性能。”在那个栏目中，我还写道我们需要跟进包含目前最先进工具和技术的最新术语。我想你不会奇怪我讨论一些按期未来的技术状态。

带嵌入式处理器的FPGA
这是FPGA 技术真正精彩之处。 可在FPGA 使用一部分常规可编程架构执行一个或一个以上的软处理器核心。 当然同时可执行不同尺寸的处理器。 例如可在同一器件中设计一个或一个以上8 位处理器以及一个或一个以上16 位或32 位处理器。

如果FPGA 客户希望提供更高性能处理器，占用较少芯片，能耗更少，解决方案是将FPGA 作为硬核设计，所有这些将带我们至……未来的情况还需问Max 栏目（大笑）。

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