FPGA芯片的工艺结构

　　FPGA器件结构

　　1、可编程逻辑门阵列，由最小单元LE组成。

　　2、可编程输入输出单元IOE。

　　3、嵌入式RAM块，为M4K块，每个的存储量为4K，掉电丢失。

　　4、布线网络。

　　5、PLL锁相环，EP4CE6E22C8N最大的倍频至250MHz，这也是该芯片的最大工作频率。

　　

　　FPGA芯片的工艺结构

　　1、基于SRAM结构的FPGA

　　目前最大的两个FPGA厂商Altera公司和Xilinx公司的FPGA产品都是基于SRAM工艺来实现的。这种工艺的优点是可以用较低的成本来实现较高的密度和较高的性能;缺点是掉电后SRAM会失去所有配置，导致每次上电都需要重新加载。

　　重新加载需要外部的器件来实现，不仅增加了整个系统的成本，而且引入了不稳定因素。加载过程容易受外界干扰而导致加载失败，也容易受“监听”而破解加载文件的比特流。

　　虽然基于SRAM结构的FPGA存在这些缺点，但是由于其实现成本低，被广泛应用在各个领域，尤其是民用产品方面。

　　2、基于反熔丝结构的FPGA

　　目前FPGA厂商Actel公司的FPGA产品都是基于反熔丝结构的工艺来实现的，这种结构的FPGA只能编程一次，编程后和ASIC一样成为了固定逻辑器件。QuickLogic公司也有类似的FPGA器件，主要面向军品级应用市场。

　　这样的FPGA失去了反复可编程的灵活性，但是大大提高了系统的稳定性，这种结构的FPGA比较适合应用在环境苛刻的场合，如高振动、强电磁辐射等航空航天领域。同时，系统的保密性也得到了提高。这类FPGA因为上电后不需要从外部加载配置，所以上电后可以很快进入工作状态，即“瞬间上电”技术，这个特性可以满足一些对上电时间要求苛刻的系统。由于是固定逻辑，这种器件的功耗和体积也要低于SRAM结构的FPGA。

　　3、基于Flash结构的FPGA

　　Flash具备了反复擦写和掉电后内容非易失特性，因而基于Flash结构的FPGA同时具备了SRAM结构的灵活性和反融丝结构的可靠性。这种技术是最近几年发展起来的新型FPGA实现工艺，目前实现的成本还偏高，没有得到大规模的应用。

　　从系统安全的角度来看，基于Flash结构的FPGA具有更高的安全性，硬件出错的几率更小，并能够通过公共网络实现安全性远程升级，经过现场处理即可实现产品的升级换代，该性能减少了现场解决问题所需的昂贵开销。

　　基于Flash结构的FPGA在加电时没有像基于SRAM结构的FPGA那样大的瞬间高峰电流，并且基于SRAM结构的FPGA通常具有较高的静态功耗和动态功耗。因此，基于SRAM结构的FPGA功耗问题往往迫使系统设计者不得不增大系统供电电流，并使得整个设计变得更加复杂。