（2）输入/输出模块IOB 来自优O尔P论R文T网WWw.YoueRw.com 加QQ7520`18766

IOB提供了器件引脚和内部逻辑阵列之间的连接，主要由输入发生器、输入缓冲器和输出触发/锁存器、输出缓冲器组成。IOB可被定义为输入/输出，双向I/O功能。当定义成输入时，通过该引脚的信号先送进输入缓冲器，缓冲器分两路，一路直接送到MUX，一路经延时送到输入通路D触发器，再送到数据选择器，根据不同的控制信息确定送至CLB阵列是来自输入缓冲还是触发器。[9]

（3）可编程互联资源IR 

IR可以将CLB和CLB之间、CLB和IOB之间连接起来，IR主要由许多金属连线段构成，这些金属线段带有可编程开关，通过自动布线实现各种电路之间的的连接。片内连线按长度分为：单长度线(a)，双长度线(b)和长线(c)三种，如下图2。2所示。

图 2。2 IR片内连线图

2。1。3 FPGA的应用领域 

（1）FPGA在数据采集领域的应用

由于自然界的信号大部分是模拟信号，因此一般的信号处理系统中都要包括数据的采集功能。通常的实现方法是利用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后，送给处理器，比如利用单片机（MCU）或者数字信号处理器（DSP）进行运算和处理。

对于低速的A/D和D/A转换器，可以采用标准的SPI接口来与MCU或者DSP通信。但是，高速的A/D和D/A转换芯片，比如视频Decoder或者Encoder，不能与通用的MCU或者DSP直接接口。在这种场合下，FPGA可以完成数据采集的粘合逻辑功能。

（2）FPGA在逻辑接口领域的应用

在实际的产品设计中，很多情况下需要与PC机进行数据通信。比如，将采集到的数据送给PC机处理，或者将处理后的结果传给PC机进行显示等。PC机与外部系统通信的接口比较丰富，如ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。

传统的设计中往往需要专用的接口芯片，比如PCI接口芯片。如果需要的接口比较多，就需要较多的外围芯片，体积、功耗都比较大。采用FPGA的方案后，接口逻辑都可以在FPGA内部来实现了，大大简化了外围电路的设计。

在现代电子产品设计中，存储器得到了广泛的应用，例如SDRAM、SRAM、Flash等。这些存储器都有各自的特点和用途，合理地选择储存器类型可以实现产品的最佳性价比。由于FPGA的功能可以完全自己设计，因此可以实现各种存储接口的控制器。

（3）FPGA在电平接口领域的应用论文网

除了TTL、COMS接口电平之外，LVDS、HSTL、GTL/GTL+、SSTL等新的电平标准逐渐被很多电子产品采用。比如，液晶屏驱动接口一般都是LVDS接口，数字I/O一般是LVTTL电平，DDR SDRAM电平一般是HSTL的。

在这样的混合电平环境里面，如果用传统的电平转换器件实现接口会导致电路复杂性提高。利用FPGA支持多电平共存的特性，可以大大简化设计方案，降低设计风险。

（4）其他应用领域

除了上面一些应用领域外，FPGA在其他领域同样具有广泛的应用。

① 汽车电子领域，如网关控制器/车用PC机、远程信息处理系统。

② 军事领域，如安全通信、雷达和声纳、电子战。

③ 测试和测量领域，如通信测试和监测、半导体自动测试设备、通用仪表。

④ 消费产品领域，如显示器|、投影仪、数字电视和机顶盒、家庭网络。 

⑤ 医疗领域，如软件无线电、电疗|、生命科学。

2。1。4 FPGA的设计流程 

FPGA是可编程芯片，因此FPGA的设计方法包括硬件设计和软件设计两部分。硬件包括FPGA芯片电路、存储器、输入输出接口电路以及其他设备，软件即是相应的VHDL程序和Verilog HDL程序，直到可以直接操作基本逻辑单元或IP核为止，一般情况下设计流程有如下步骤：