基于FPGA的八路抢答器的设计+VHDL程序(3)
今天的许多电路设计可以通过硬件描述语言描述的，为了实现电路，通过综合、布局合理的硬件语言，你可以下载到FPGA芯片的功能测试。这是当代IC设计验证技术的主流，Verilog HDL以及VHDL语言为FPGA的两大主要硬件描述语言。可编程原件可以实现很多基本的门电路功能，例如与、或、非等等，也可以通过元件与元件之间的组合，形成相对复杂的功能，例如累加器、解码器等等。在大多数的现场可编程们阵列FPGA中，其中包含了许多具有记忆功能的元件以及更加完全的记忆模块。当设计者需要某种逻辑功能时，设计者可以按照自己的要求逻辑化的连接FPGA的内部逻辑块，以此来完成自己的要求。当一个FPGA成品出场后，当一个FPGA来实现不同的逻辑功能，用户可以根据自己的不同连接方法的来形成逻辑块。
专用芯片ASIC的运行速度，这比FPGA的速度更快，而FPGA比ASIC需要更多的权力，因此无法使用FPGA来完成复杂的设计。然而，FPGA因其快速制造设计成品，方便修改的硬件描述语言，更加便宜的安装和文护费用，使其广泛应用于许多设计中。一些价格比较低的FPGA芯片也收到了使用者的青睐，许多普通的设计可以现在廉价的芯片上完成设计，之后再将设计转移到专用集成芯片上，也可以直接在复杂可编程逻辑器件即CPLD上完成设计。
2.1.2 FPGA的工作原理及基本特点
现场可编程逻辑器件FPGA以逻辑单元阵列LCA为思想，可配置逻辑模块CLB、内部连线(Interconnect)以及输入输出模块IOB这三大模块构成了FPGA芯片的内部结构。
FPGA的基本特点主要有：
（1）用户设计基于FPGA的电路，可以根据自己要求实现功能，不需要工厂化生成。
（2）FPGA可以作为ASIC电路中的全定制和半定制电路。
（3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。
（4）FPGA在专用集成电路的设计周期短，开发和文护成本低。
（5）FPGA芯片采用用高速CHMOS工艺的理念制成，其电路功耗较低，并且可以与TTL、CMOS电平相兼容。
综合以上特点，FPGA芯片可以提升小批量系统的集成度与可靠性。FPGA芯片的工作状态由其芯片内的随机存储器RAM中的程序来设置，可以对其内部随机存储器RAM进行编程在工作时，使用者在不同的配置形式下可以使用不同的编程方法。
当给FPGA通电时，EPROM中的数据将读入RAM中，当系统配置形成时，FPGA芯片即投入工作。当芯片掉电后吗，FPGA芯片内部即没有逻辑关系，基于以上的原因，FPGA芯片可以被反复使用，可以完成不同逻辑关系的设计。FPGA编程并不需要一个单一的FPGA程序，您可以使用相同的EPROM。可以通过更改EPROM来完成修改FPGA的功能。因此，同一片FPGA芯片可以完成不同的电路功能，使得FPGA的灵活性很高。
2.1.3 FPGA的开发流程
FPGA的开发流程具体分为以下吹冰步：
(1)设计输入，设计输入主要涵盖了原理图输入以及硬件描述语言输入，现在已成为IEEE标准的为Verilog HDL语言以及VHDL语言。
(2)综合，指设计的高层次描述的过程中自动为描述水平较低。综合器是一个工具，可以自动实现上述转换。或者说，综合器是一种能够将设计输入例如图形输入以及硬件描述语言转换为具体的网表文件的工具。综合主要包括行为综合、逻辑综合以及版图综合。
(3)适配，是将产生的网表文件配置于给定的目标器件中，即可以实现下载文件。
(4)功能仿真，对设计电路进行功能验证，检验电路的逻辑功能是否符合设计要求，这里的仿真是在没有具体硬件情况下完成的仿真。
(5)时序仿真，时间序列的模拟仿真，包括时间关系模拟，可以对特定的设备和布局，完成选择后将芯片的实际情况良好反应芯片的仿真。