2.3 FPGA器件

    FPGA是本設計的核心，與傳統邏輯電路和門陣列相比具有不同的結構。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）來實現組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發器的輸入端，D觸發器再來驅動其它邏輯或驅I/O。這些模塊利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現其FPGA通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實現其邏輯，存儲在存儲單元中值決定了FPGA實現的功能；FPGA的這種結構允許無限次的重新編程。由此可見，用FPGA設計的產品調試修改及升級均很容易，且具有很大的靈活性。目前FPGA的種類很多，在本設計中選用Spartan系列的XCS05XL。該芯片是Xilinx公司推出的低價格、高性能的FPGA，其主要特點如下：

    ·系統門的數目達到了5000，Logic cell數目達到了238，系統資源豐富；

    ·具備片上可編程分布式RAM，最多可編程的RAM達3200bit；

    ·分布式算術邏輯單元，支持分布式DSP運算；

    ·靈活的高速時鐘網絡，內部三態總線；工作電壓為3.3V。

    有關XCS05XL的詳細資料請參閱參考文獻[1]。

    FPGA的編程數據存儲在單片機的FLASH ROM里。每次上電后單片機將編程數據裝入XCS05XL，編程模式選從串模式，因而其22腳（M1）和24腳（M0）懸空。編程數據裝入后，XCS05XL的邏輯功能就確定了；XCS05XL控制視頻信號的輸入及A/D轉換，在其內部將每路視頻信號壓縮為原來的1/2，同時在單片機的控制下給每路疊加時間、日期、通道數字字符信息，然后將壓縮的四路視頻信號合成為一路完整的數字視頻信號，并輸出給D/A，形成四分割輸出。