LUT查找表的结构与原理

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Altera CycloneII 系列的FPGA是基于LUT结构的。查找表&＃xff08;Look-Up-Table)简称为LUT&＃xff0c;LUT本质上就是一个RAM。目前FPGA中多使用4输入的LUT&＃xff0c;所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的16x1的RAM。当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后&＃xff0c;PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能的结果&＃xff0c;并把结果事先写入RAM,这样&＃xff0c;每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表&＃xff0c;找出地址对应的内容&＃xff0c;然后输出即可。
下面是一个4输入与门的例子&＃xff1a;

我们知道&＃xff0c;一个n输入的逻辑运算&＃xff0c;不管是与或非运算还是异或运算等等&＃xff0c;最多只可能存在2的n次方种结果&＃xff0c;上图的4输入&＃xff0c;共有16中输出结果。这样就将实际逻辑电路转换成了LUT结构。

xilinx公司FPGA结构&＃xff1a;CLB是FPGA内的基本逻辑单元&＃xff0c;在xilinx FPGA中&＃xff0c;一个CLB模块由多个&＃xff08;一般为4个&＃xff09;相同的Slice和附加逻辑构成。一个Slice由两个4/6输入的LUT、进位逻辑、算术逻辑、存储逻辑、和函数复用器组成。