FPGA动态可重构技术原理及实现方法分析
摘要：FPGA动态重构技术主要是指对于特定结构的FPGA芯片，在一定的控制逻辑的驱动下，对芯片的全部或部分逻辑资源实现在系统的高速的功能变换，从而实现硬件的时分复用，节省逻辑资源。本文以SRAM FPGA的可重配置特性为基础，结合几种新型的动态重构FPGA芯片结构，分析了FPGA动态重构技术的原理，讨论了其实现方法。
关键词：FPGA；静态重构；动态重构；全局重构；局域重构
自九十年代以来，FPGA的发展与应用引起了人们广泛的关注，应用范围逐步扩大，芯片规模成倍增加。一直以来，都是通过对现有的FPGA作简单累加来扩大芯片规模，这种方法主要面临如下瓶颈问题：①芯片内部布线有很大困难，随着FPGA 门电路总数N gate增加，内部的布线连接几乎与N gate成平方增长；②随着容量的快速增加，布线复杂度增加，FPGA的损坏率也随之增加；③随着系统规模的扩大，单片资源的利用率反而下降。FPGA动态可重构技术则是通过实现资源的时分复用，对功能进行动态配置，来满足大规模应用需要。这样， 大大提高了FPGA的资源利用率，同时降低器件的损坏率，是FPGA器件的一个发展方向。本文首先分析了常规FPGA的结构特点及存在的缺陷，对几种典型动态可重构FPGA(DR—FPGA)内部结构作了详细分析，阐述了动态可重构技术实现中的关键问题。
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关键词：FPGA；静态重构；动态重构；全局重构；局域重构
自九十年代以来，FPGA的发展与应用引起了人们广泛的关注，应用范围逐步扩大，芯片规模成倍增加。一直以来，都是通过对现有的FPGA作简单累加来扩大芯片规模，这种方法主要面临如下瓶颈问题：①芯片内部布线有很大困难，随着FPGA 门电路总数N gate增加，内部的布线连接几乎与N gate成平方增长；②随着容量的快速增加，布线复杂度增加，FPGA的损坏率也随之增加；③随着系统规模的扩大，单片资源的利用率反而下降。FPGA动态可重构技术则是通过实现资源的时分复用，对功能进行动态配置，来满足大规模应用需要。这样， 大大提高了FPGA的资源利用率，同时降低器件的损坏率，是FPGA器件的一个发展方向。本文首先分析了常规FPGA的结构特点及存在的缺陷，对几种典型动态可重构FPGA(DR—FPGA)内部结构作了详细分析，阐述了动态可重构技术实现中的关键问题。
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