FPGA循环冗余码CRC算法分析与设计(4)

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·可以反复编程，对于一般规模的器件，上电几十毫秒就可以完成配置数据的加载；

·开发设计部需要专门的编程器；

·与CMOS工艺的存储器兼容，价格较低。

当然，FPGA器件也有自己的缺点：

·由于器件掉电后SRAM容易丢失配置数据，因而常常在FPGA外部添加一个只读存储器PROM或EPROM来保存这些配置数据，从而给配置数据的保密带来了困难；

·几千内部可编程连线和逻辑定义通过大量的传输门开关实现，从而导致电阻变大，传递信号的速度受到影响，限制工作频率[7]。

目前，大多数公司的PLD都采用SRAM或EEPROM/Flash编程技术，但Actel公司的ACT、AX和SX系列的器件还是使用反熔丝技术进行编程。这类器件的逻辑结构采用基于多路选择的基本逻辑单元，配置数据放在反熔丝开关矩阵中，通过编程使部分反熔丝介质击穿，导通开关从而实现器件的编程。采用反熔丝编程的FPGA具有集成度高、功耗低、保密性强、抗辐射和抗干扰性好等优点。尤其是其抗辐射特性使得反熔丝器件可在航天飞行中得到很好的应用。但是由于反熔丝开关是一种非易失性的一次性编程器件，所以此类器件属于一次性可编程FPGA，不便修改和在系统升级。

2.2.3 FPGA产品简介

1.Altera公司的FPGA

Altera公司的PLD产品中属于FPGA的有FLEX、ACEX、APEX、Mercury、Excalibur、Stratix和Cyclone等系列。

（1）StratixⅡ系列FPGA

在Stratix系列中，Stratix具有一定的代表性。该系列旗舰采用TSMC 90mm地绝缘工业技术的300mm晶圆制造。采用革新性的逻辑结构。基于自适应逻辑模块(ALM)，它将更多的逻辑封装到更小的面积内，并赋予更快的性能。StratixⅡ中带有专用算法功能模块，能高效地实现加法树等其他大计算量的功能。

StratixⅡ为需要设计安全性的新应用提供可编程逻辑功能和优势。配置比特流加密技术的128位高级加密标准（AES）设计安全，密钥存放在FPGA中，无须电池备份或占用逻辑资源。含有TriMatrixTM存储器，3种储存块尺寸：M-RAM、M4K和M512，提供多达9Mbit的存储容量，包括用于检错的校验比特，性能高达370MHz，混合带宽数据和混合时钟模式。

（2）Cyclone系列FPGA论文网

Altera的低成本系列FPGA，平衡累了逻辑、存储器、锁相环和高级I/O接口，Cyclone FPGA是价格敏感应用的最佳选择。Cyclone FPGA具有以下特性：

·新的可编程构架通过设计实现低成本；

·嵌入式存储资源支持各种存储器应用和数字信号处理实施；

·专用外部存储接口电路集成了DDR FCRAM和SDRAM器件以及SDR SDRAM存储器件；

·支持串行、总线和网络接口及各种通信协议；

·使用片内锁相环PLL管理片内和片外系统时序；

·支持单端I/O标准和查分I/O技术支持高达311Mbps的LVDS信号；

·处理能力支持NiosⅡ系列嵌入式处理器；

·采用新的串行配置器件的低成本配置方案。

（3）CycloneⅡ系列FPGA

CycloneⅡ器件的制造基于300mm晶圆，采用TSMC90nm、低K值电介质工艺。CycloneⅡ FPGA系列是低成本系列FPGA，其结构功能与Cyclone类似，另包括：

·多达150个18*18用于嵌入式处理器低成本数字信号处理的应用；

·支持单端I/O标准，用于64-bit/66-MHz PCI和64-bit/100-MHz PCI-X协议；

·对安全敏感应用进行自动CRC检测。

（4）CycloneⅢ系列FPGA

CycloneⅢ器件采用TSMC 60nm，其嵌入式RAM由2-3个M9K列构成。每一个M9K模块是一个256*36RAM模块，含9216个可编程bits，其中包含奇偶校验位。M9K模块是一个真双口RAM。CycloneⅢ基本结构域CycloneⅡ相同，也支持多I/O口标准，含高速差分I/O口；最多含16个全局专用的时钟输入口。其嵌入式PLL的时钟上下限要远大于其他Cyclone系列器件：上限近500MHz，下限低与500kHz。