(12条消息) FPGA 内部详细架构你明白了吗？
FPGA 芯片整体架构如下所示，大体按照时钟域划分的，即根据不同的工艺、器件速度和对应的时钟进行划分：
FPGA 内部详细架构又细分为如下六大模块：
1、可编程输入输出单元（IOB）（Input Output Block）
为了便于管理和适应多种电器标准，FPGA 的 IOB 被划分为若干个组（Bank），每个 Bank 的接口标准由其接口电压 VCCO 决定，一个 Bank 只能有一种 VCCO，但不同 Bank 的 VCCO 可以不同。只有相同电气标准和物理特性的端口才能连接在一起，VCCO 电压相同是接口标准的基本条件。
2、可配置逻辑块（CLB）（Configurable Logic Block）
FPGA 的基本可编程逻辑单元是 CLB，而一个 CLB 是由查找表、数据选择器、进位链、寄存器组成的。查找表和多路选择器完成组合逻辑功能，寄存器（可配置成触发器或锁存器），完成时序逻辑功能。在赛灵思公司公司的 FPGA 器件中，一个 CLB 由多个(一般为 4 个或 2 个)相同的 Slice 和附加逻辑构成。
Slice 又分为 SLICEL（Logic）和 SLICEM（Memory）。SLICEL 和 SLICEM 内部都各自包含了 4 个 6 输入查找表（LUT6）、3 个数据选择器（Mux）、1 个进位链（Carry Chain）和 8 个触发器（Flip-Flop）：
查找表：6 输入查找表类似于一个容量为 64 bits 的 ROM（26 = 64）（工艺上是珍贵的 SRAM 资源），6 表示地址输入位宽为 6 bits，存储的内容作为输入对应的输出结果的逻辑运算，并在 FPGA 配置时载入。
对于查找表：目前主流 FPGA 都采用了基于 SRAM 工艺的查找表（LUT）（Look Up Table）结构。LUT 本质上就是一个 RAM。当用户通过原理图或 HDL 语言描述了一个逻辑电路以后，FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，列成一个真值表的形式，并把真值表（即输入对应的输出逻辑）事先写入 RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的RAM。
数据选择器：数据选择器一般在 FPGA 配置后固定下来。
进位链：超前进位加法器，方便加法器的实现，加快复杂加法的运算。
寄存器：可以配置成多种工作方式，比如 FF 或 Latch，同步复位或异步复位、复位高有效或低有效等等。
SLICEM 的结构与 SLICEL 的结构类似，最大的区别是使用了一个新的单元代替 SLICE 中的查找表。这个新的单元可以配置为 LUT、RAM、ROM 或移位寄存器（SRL16 或 SRL32），从而可以实现 LUT 的逻辑功能，也能做存储单元（多个单元组合起来可以提供更大的容量）和移位寄存器（提供延迟等功能）。
其中 SLICEM 中 LUT 的输入端都地址和写地址为 8 位，高两位可能是将 4 个 LUT 并联一起作为一个大的 RAM 或 ROM 时用，同时 SLICEL 和 SLICEM 的 LUT 均可设为 5 位或 6 位查找表。
3、嵌入式块 RAM（BRAM）（Block RAM）
块 RAM 可被配置为 ROM、RAM 以及 FIFO 等常用的存储模块。区别于分布式 RAM（Distributed RAM）（主要由 LUT 组成的，不占用 BRAM 的资源）。分布式 RAM 也可以被配置为 ROM、RAM 以及 FIFO 等常用的存储模块，但是性能不如 BRAM，毕竟 BRAM 才是专用的，一般是 BRAM 资源不够用的情况下才使用分布式 RAM。反之，BRAM 由一定数量固定大小的存储块构成的，使用 BRAM 资源不占用额外的逻辑资源，并且速度快，不过使用的时候消耗的 BRAM 资源只能是其块大小的整数倍，就算你只存了 1 bit 也要占用一个 BRAM。
由上:一个 BRAM 的大小为 36K Bits，并且分成两个小的 BRAM 各自为 18K Bits，排列成又分为上下两块，上半部分为 RAMB18 下半部分为 RAMBFIFO36。在 FIFO 例化的时候可以将 BRAM 设置为 FIFO 时，不会使用额外的 CLB 资源，并且这部分 RAM 是真双口 RAM。