反熔丝型FPGA编程方法的研究

在传统的基于反熔丝可编程逻辑阵列结构的基础上,提出一种新颖的寻址编程方法.该方法通过增加额外的编程支路,减小反熔丝单元被编程后的电阻;编程前,对所有布线通道进行预充电,防止反熔丝单元被误编程.仿真和测试结果表明,与传统的编程方式相比,该方法提高了编程的可靠性.     

反熔丝FPGA配置算法与软件实现

反熔丝FPGA制造困难且多用在特殊用途领域,因此有关其位流文件的研究很少.本文首先介绍了反熔丝FPGA及FPGACAD软件流程,接着描述了反熔丝FPGA具体结构并通过一个具体例子说明了如何配置反熔丝FPGA,然后讨论了反熔丝FPGA的编程方法,由此引出了位流文件的格式和反熔丝单元编程信息格式,最后提出了反熔丝FPGA位流文件生成算法并在实验平台实现了该算法.     

基于反熔丝FPGA的LDPC编码器设计

为提高在复杂空间环境下卫星数据下行传输的可靠性,研究了LDPC编码器在反熔丝FPGA的设计实现方法。比较了反熔丝FPGA相对于其它载体的优缺点,介绍了CCSDS推荐7/8码率LDPC码的编码算法,给出了编码器工作原理、实现框图和核心编码电路,仿真和测试结果证明了编码器设计的有效性。     

一种应用于反熔丝FPGA的电荷泵电路

电荷泵（Charge Pump）电路以其可成倍输出自身输入电压的特性而被广泛应用于各种芯片的驱动电路中。在反熔丝FPGA中,反熔丝为高压一次编程器件,在编程过程中需要通过高压隔离管将反熔丝与其它器件隔离开,而高压隔离管在工作时需要大于芯片电源VCCA的电压来驱动,如何提供高压保证隔离管能够无损传输数据是反熔丝FPGA研发时必须要考虑的问题。本文提出了一种应用于反熔丝FPGA的电荷泵电路,电路具有快速启动的特点,同时电路工作频率可调,通过在电路中增加冗余NMOS结构,提高了电路在工作中的安全性,该电路在工作时能保证熔丝编程过程中除了反熔丝以外的其他器件不受编程电压的影响,且在编程结束后通过电荷泵输出电压打开隔离管完成信号的无损传输,能够满足反熔丝FPGA对于电荷泵的需求。     

反熔丝FPGA在密码芯片设计中的运用

详细介绍了反熔线FPGA在提高密码芯片速度和对密码算法进行保护方面的应用,并给出了密码算法芯片中部分模块的实现方法。     

反熔丝FPGA配置电路的研究

反熔丝FPGA的编程过程是对可编程逻辑模块进行配置的过程,具体过程是利用配置电路对连接在逻辑模块输入、输出端口的反熔丝单元施加高压,将其击穿形成连接通路,从而使得逻辑模块连接在信号线上.位流数据控制配置电路完成反熔丝单元的预充电、寻址、加压以及编程过程.通过控制晶体管的打开和关断及复用编程通道,可以实现不同类型反熔丝的编程,并简化配置电路的设计规模.测试结果表明,配置电路可靠地完成了反熔丝的编程功能.     

揭秘反熔丝FPGA的安全性

基于反熔丝技术的FPGA是目前业内安全性最高的FPGA产品。文章从多个层面介绍了反熔丝架构技术,以及反熔丝FPGA的编程方法和安全熔丝的重要性。另外,文中还讨论了各种途径的获取反熔丝设计信息的方法并证明了其不可行性。     

反熔丝FPGA线长驱动布局算法

针对反熔丝FPGA的结构特点,提出了一种线长驱动的反熔丝FPGA布局算法.该算法基于VPR的模拟退火布局算法,针对反熔丝FPGA垂直布线资源有限的特点,提出了新型的成本函数并在CAD实验平台上予以实现.实验结果表明,与VPR布局算法相比,该方法不仅优化了线网总长度,使得线网总长度平均减少了12%,同时还减少了编程的通路反熔丝数目.     

MTM反熔丝单元编程特性研究

主要研究了编程参数对MTM反熔丝单元编程特性的影响,包括编程电压、编程电流、编程次数等。结果表明在满足最低编程电压条件下,编程电压的增大对反熔丝编程电阻无显著影响。编程电流对编程电阻的影响较大,编程电流越大,反熔丝编程电阻越小。编程次数的增多可减小编程电阻,但离散性增大。     

基于FPGA的面阵CMOS图像传感器多模式采集系统

设计了一种基于FPGA的CMOS传感器多模式采集系统,研究了普通模式、高速模式、TDI模式三种模式的开发及模式切换。在掌握CMOS面阵传感器的原理和特点的基础上,选用了合适的芯片及外围电路设计用于实现三种模式的CMOS面阵采集器。分析了三种模式下的CMOS面阵采集器的采集特点,采用以FPGA芯片为核心的硬件电路控制整个系统,用Verilog语言对FPGA芯片进行内部功能模块划分,包括模拟SCCB协议以完成对CMOS传感器内各寄存器的配置、开辟同步FIFO、RAM缓存等。最后对USB芯片固件及电脑驱动进行设计,并用VB与MATLAB混编的方式对图像数据进行处理并显示。     

高性能FPGA设计

本文分析了FPGA的基本结构．提出了提高FPGA性能的两个途径：面向器件设计、最少布线设计，可大幅度提高FPGA设计的性能。     

采用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术的设计方法

文章简述了现场可编程逻辑门阵列技术的基本概念及基本原理，介绍了采用ＦＰＧＡ器件的设计方法及笔者在应用ＦＰＧＡ技术中所获得的经验与体会。     

一种基于AND-LUT的混合FPGA结构

提出了一种混合FPGA新结构--新颖的AND-LUT阵列结构.其创新之处在于由可编程逻辑簇(Cluster)和相关的连接盒(CB)组成的可编程逻辑单元片(Tile)可以根据应用需要灵活地配置成PLA或LUT,前者较适合于高扇入逻辑,后者较适合于低扇入逻辑.因此,结合两者优点的新颖AND-LUT阵列结构在实现各种输入的用户逻辑时都能保持很好的逻辑利用率.MCNC电路测试结果进一步表明,同一逻辑电路在文中提出的混合FPGA新结构中实现与在基于LUT的对称FPGA结构中实现相比,面积平均可节省46%,因而大大提高了FPGA器件的逻辑利用率.     

一种基于AND-LUT的混合FPGA结构

提出了一种混合FPGA新结构--新颖的AND-LUT阵列结构.其创新之处在于由可编程逻辑簇(Cluster)和相关的连接盒(CB)组成的可编程逻辑单元片(Tile)可以根据应用需要灵活地配置成PLA或LUT,前者较适合于高扇入逻辑,后者较适合于低扇入逻辑.因此,结合两者优点的新颖AND-LUT阵列结构在实现各种输入的用户逻辑时都能保持很好的逻辑利用率.MCNC电路测试结果进一步表明,同一逻辑电路在文中提出的混合FPGA新结构中实现与在基于LUT的对称FPGA结构中实现相比,面积平均可节省46%,因而大大提高了FPGA器件的逻辑利用率.     

基于FPGA的数字波束形成系统的设计实现

针对在阵列信号处理中有着广泛的应用的数字波束形成技术,提出利用FPGA实现的数字波束形成器来解决多通道波束形成系统的方法,介绍系统的原理、组成结构和实现方法.     

基于FPGA的全彩色大屏幕LED控制器设计

LED全彩色大屏幕显示屏的市场呈迅速上升的趋势,但是目前LED控制器的灰度级和分辨率还不够理想.文章阐述了一种基于FPGA的全彩色LED控制器(红绿蓝三种基色的灰度级各12bit,128*128像素)的设计,并通过控制器阵列方式实现了分辨率高达1024*768的全彩色超大屏LED显示屏.实验测试结果表明,该控制器色彩分辨细腻、结构简单紧凑、可靠性高、可扩展性好等优点.     

基于FPGA的数控分频器的实现

在数字逻辑电路设计中,分频器是一种基本电路。通常用来对某个给定频率进行分频,以得到所需的频率。整数分频器的实现非常简单,可采用标准的计数器,也可以采用可编程逻辑器件设计实现。文中的设计利用VHDL硬件描述语言的编程方式,通过MAX＋PLIS（Ⅱ）开发软件和ALTERA公司的FLEX系列EPF10K10LC84-4型FPGA方便地完成了各种类型分频比电路的设计。