FPGA是一種“半定製”的芯片

，其中一個特性就是IO口可編程
，這個特性對編程器能與各類封裝芯片互連有很大幫助作用。

 

MCU的管腳功能都是固定的

，與外部接口通常使用IO口或者總線連接。普通IO口其實本質就是寄存器，這些寄存器都有一個相應的地址，操作IO口就是操作寄存器;片(pian)內(nei)外(wai)設(she)相(xiang)對(dui)來(lai)說(shuo)，是(shi)一(yi)個(ge)具(ju)有(you)特(te)定(ding)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)，其(qi)內(nei)部(bu)包(bao)含(han)多(duo)個(ge)寄(ji)存(cun)器(qi)控(kong)製(zhi)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能(neng)執(zhi)行(xing)
，但(dan)是(shi)這(zhe)些(xie)寄(ji)存(cun)器(qi)也(ye)有(you)固(gu)定(ding)的(de)地(di)址(zhi)。通(tong)過(guo)存(cun)儲(chu)器(qi)映(ying)射(she)的(de)方(fang)式(shi)，把(ba)片(pian)內(nei)外(wai)設(she)和(he)CPU連接起來
，組成一個係統。

 

值zhi得de注zhu意yi的de是shi，這zhe些xie片pian內nei外wai設she對dui外wai接jie口kou都dou是shi連lian接jie固gu定ding的de管guan腳jiao，如ru果guo要yao對dui這zhe些xie外wai設she控kong製zhi完wan成cheng特te定ding的de功gong能neng設she計ji，實shi質zhi上shang已yi經jing隱yin含han了le對dui這zhe些xie管guan腳jiao控kong製zhi了le。比bi如ru說shuo，MUC的IIC接口的SCK和SDA分配在99和100腳
，那麼所有IIC接口的存儲芯片都必須與這兩個腳連接，如圖1所示。

 

 

圖1 請排好隊列

 

各類需要編程的芯片如果要與MCU連接，就必須與之對應的接口連接，對於複雜腳多的芯片
，這對PCB的布局布線有很大的局限性和挑戰性。

 

FPGA就以靈活性見長，可編程IO就是其中的一個重要功能。可編程IO給PCB的設計帶來靈活性
，可以簡化PCB的布局布線
，並且在設計的過程中，還可以根據走線的走向更改管腳的連接。另外，在FPGAneibuluojishejiguochengzhong，keyixianbagongnengmokuaishejiyuguanjiaofenpeiliangbudulikailai，xianwanchengneibuluojigongnengzhihou
，zaigenjushijiqingkuangfenpeiguanjiao。yinci
，kebianchengIO給FPGA邏輯設計和PCB設計帶來一定的靈活性和獨立性，其在這個環節中充當一個“千手觀音”的角色
，為邏輯設計和PCB設計鋪路架橋，如圖2所示。

 

 

圖2 可編程IO示意圖

 

實際FPGA內部並不像圖2那麼簡單，這裏隻是為了形象說明可編程IO可以使內部邏輯和PCB可以相對獨立設計。對於同類接口
，不必因為PCB改變而更改時序邏輯，隻需要更改引腳分配，大大簡化了PCB的布線難度。

 

FPGA被稱為“千手觀音”僅僅是數量多、動作靈活嗎?他還有更強大的功能
，就是內部邏輯可編程。

 

在最初的電路設計當中，FPGA並沒有實際的電路，隻有完成了設計之後才有某種特定的功能電路。這種結構含有以下特性：

 

1


、在理想情況下，可以實現多種接口
；

2、可以實現精確的時序，兼容更多芯片；

3
、資源可重複利用

，在某時間段，隻需要一個接口邏輯，節省FPGA資源和配置器件的存儲空間。

 

相對地，如果用MCU來實現
，則有以下缺點：

 

1、 如果MCU沒有相應的接口，將難以實現與含有該接口的存儲芯片通信(可能會用IO模擬)
；

2
、 即使接口相同，由於功能基本固定
，麵對一些特殊的芯片，將力不從心；

3、 由於輸出口線的固定，導致與外部接口的PCB布線無法實現。

 

被編程的芯片接口種類較多，比如IIC和SPI，如果要MCU同時具備這些接口
，口線必定複雜而且速度有限。FPGA無需考慮這個問題，由於其內部邏輯可由設計者來設計，那麼編程器可根據接口需要來定製對應的邏輯，省時省力，效率非常高。

 

在設計過程中靈活使用FPGA這個“千手觀音”
，讓編程器功能更靈活、更高效。


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