第2步:设计Stratix II自适应逻辑模块(ALM)
本页面阐述高性能Stratix® II FPGA三个开发步骤中的第二步:
定义逻辑结构是设计Stratix II FPGA的关键一步。在Stratix II 器件的基本构建模块 ALM中设计了更多的特性,从而提高了效率和性能。图1和表1显示了ALM的资源情况。
图1. Stratix II ALM

| 表1. Stratix II ALM特性 |
| 每ALM提供的资源 |
优势 |
| 8输入分段式LUT |
- 实现完整的6输入函数,可选择7输入函数,或者分成更小的独立LUT,例如2个独立的4输入LUT 。
- Quartus® II 软件设计套件集成了这种分段式功能,针对性能、效率、功耗和面积进行了优化 (更多的逻辑容量、更少的无用逻辑) 。
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| 2个嵌入式加法器 |
- 每个ALM支持两位加法,或者一个三位加法,不需要其他资源。
- 由同一ALM产生操作数,不需要其他逻辑。
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| 2个寄存器 |
- 最佳寄存器逻辑比,确保器件不受寄存器限制。
- 丰富的寄存器资源,适用于需要大量寄存器的应用以及高性能流水线设计。
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| 2路输出 |
- 可以在单个ALM两路输出之间灵活的划分输入,较宽的输入运行较快,较窄的输入以更高的效率使用其他资源。
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对于等价函数,与传统的4输入LUT结构相比,LUT输入扩展和共享能力使得每个Stratix II ALM能够吸收更多的逻辑。Stratix II ALM大逻辑容量不但降低了总逻辑占用,而且减少了平均布线资源(图2所示),提高了设计的总体性能。
图 2. Stratix II 器件减少了平均布线资源占用

Stratix II 逻辑结构优势
- 形成更简单的组合逻辑级,与前代FPGA相比,性能高出50%。
- 与Quartus II 软件完全集成,充分利用ALM中的8输入分段式LUT,以及Stratix II FPGA的走线互联体系结构。
- 与最相近的竞争逻辑单元相比,效率更高,只浪费了很少的逻辑资源。
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