Տեղեկատվություն

Ինչ է FPGA - դաշտային ծրագրավորվող դարպասի զանգվածի հիմունքներ

 Ինչ է FPGA - դաշտային ծրագրավորվող դարպասի զանգվածի հիմունքներ


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Field Programmable Gate Array- ը կամ FPGA- ն ծրագրավորվող տրամաբանական սարք է, որը կարող է իր ներքին կազմաձևերը սահմանել ծրագրակազմով կամ, ինչպես անվանում են, «որոնված»: Սա հնարավորություն է տալիս FPGA ֆունկցիոնալությունը թարմացնել կամ նույնիսկ ամբողջովին փոխվել ըստ պահանջի, քանի որ FPGA որոնվածը թարմացվում է, երբ այն միանում է միացմանը:

FPGA ծրագրավորվող տրամաբանական բաղադրիչները կամ, ինչպես հայտնի է, տրամաբանական բլոկները կարող են բաղկացած լինել ամեն ինչից ՝ տրամաբանական դարպասներից մինչև հիշողության տարրեր կամ հիշողությունների բլոկներ կամ գրեթե ցանկացած տարր: Սա ապահովում է ճկունության զգալի աստիճան:

FPGA ծրագրեր

FPGA- ի վերափոխվող բնույթը նշանակում է, որ այն կարող է օգտագործվել մեծ թվով տարբեր ծրագրերում:

  • ASIC նախատիպավորում: ASIC- ները կամ կիրառական հատուկ ինտեգրալային շղթաները հաճախ օգտագործվում են մեծ ծավալի արտադրության մեջ, բայց դրանց մշակումը շատ ծախսատար է, և փոփոխությունները կատարելը շատ թանկ և ժամանակատար են: ASIC չիպի պատրաստումից հետո դրա ֆունկցիոնալությունը ամրագրվում է: Բացի այդ, ASIC չիպերը սովորաբար շատ բարդ են և ֆունկցիոնալությունը ճիշտ ապահովելու համար, հաճախ մշակման ընթացքում և նույնիսկ վաղ արտադրության ընթացքում օգտագործվում է FPGA ՝ ASIC չիպի փոխարեն, մինչև բոլոր խնդիրները հանվեն:
  • Softwareրագրակազմով սահմանված սարքավորումներ. Սարքավորումներն այժմ ավելի շատ ձգտում են ծրագրային ապահովում սահմանելուն, քանի որ ծրագրային ապահովման միջոցով սահմանված ռադիոյի դեպքում հայեցակարգը լայնորեն օգտագործվում է տեխնոլոգիական շատ ոլորտներում: Softwareրագրակազմով սահմանված փորձարկման սարքավորումները նույնպես ավելի լայնորեն օգտագործվում են. Այստեղ փորձնական գործիքի ֆունկցիոնալությունը կարող է փոփոխվել ՝ ըստ անհրաժեշտության:

FPGA- ի հիմունքները

FPGA- ի մեծ առավելությունն այն է, որ չիպը ամբողջովին ծրագրավորելի է և կարող է վերածրագրավորվել: Այս կերպ այն դառնում է մեծ տրամաբանական միացում, որը կարող է կազմաձևվել ըստ նախագծի, բայց եթե փոփոխություններ են պահանջվում, այն կարող է վերածրագրավորվել թարմացումով:

Այսպիսով, եթե շղթայի քարտը կամ տախտակն արտադրված է և պարունակում է FPGA որպես շղթայի մի մաս, սա ծրագրավորված է արտադրության գործընթացում, բայց հետագայում կարող է վերածրագրավորվել ՝ արտացոլելով ցանկացած փոփոխություն: Այսպիսով, դա ծրագրավորելի է ոլորտում, և, ըստ էության, սա առաջացնում է դրա անվանումը:

Չնայած FPGA- ն առաջարկում է բազմաթիվ առավելություններ, բնականաբար կան որոշ թերություններ: Դրանք ավելի դանդաղ են, քան համարժեք ASIC- ները (Application Specific Integrated Circuit) կամ այլ համարժեք IC- ները, և լրացուցիչ դրանք ավելի թանկ են: (Այնուամենայնիվ, ASIC- ները համեմատաբար համեմատաբար շատ թանկ են մշակվում):

Սա նշանակում է, որ FPGA- ի վրա հիմնված դիզայն օգտագործելու ընտրությունը պետք է կատարվի նախագծման ցիկլի սկզբում և կախված կլինի այնպիսի իրերից, թե արդյոք չիպի վերածրագրավորումը պետք է, արդյո՞ք համարժեք ֆունկցիոնալություն այլուր կարելի է ձեռք բերել, և իհարկե թույլատրելի արժեքը: Երբեմն արտադրողները կարող են նախընտրել FPGA դիզայն վաղ ապրանքի համար, երբ սխալներ դեռ կարող են հայտնաբերվել, և այնուհետև օգտագործել ASIC, երբ դիզայնը լիովին կայուն է:

FPGA- ն օգտագործվում է շատ ծրագրերում: Հաշվի առնելով ինքնարժեքը, դրանք չեն օգտագործվում էժան բարձր ծավալի արտադրանքներում, բայց փոխարենը FPGA- ն դիմումներ է գտնում տարբեր ոլորտներում, որտեղ կարող են անհրաժեշտ լինել բարդ տրամաբանական սխեմաներ, և փոփոխություններ ակնկալվում են: FPGA հավելվածներն ընդգրկում են տարածքների լայն տեսականի ՝ տեսանյութերի և պատկերների համար սարքավորումներ, օդատիեզերական և ռազմական ծրագրերի միացում, ինչպես նաև էլեկտրոնիկա մասնագիտացված մշակման համար և այլն:

FPGA ներքին

FPGA- ի ներքին ճարտարապետությունը դրա ճկունության և, հետևաբար, հաջողության բանալին է: Ըստ էության, FPGA- ն բաղկացած է երկու հիմնական տարրերից.

  • Ընդհանուր տրամաբանական բլոկներ. FPGA- ի տրամաբանական բլոկը կարող է իրականացվել տարբեր ձևերով: Իրական իրականացումը կախված է արտադրողից և օգտագործվող FPGA- ի շարքից: Տատանումները ներառում են մուտքերի և ելքերի քանակը, տրամագծային բլոկի ընդհանուր բարդությունը միացման տեսանկյունից և օգտագործված տրանզիստորների քանակը: Սա, բնականաբար, ազդում է չիպի վրա սպառված տարածքի քանակի և, հետևաբար, օգտագործվող սիլիցիումի չափի վրա:
  • FPGA ներքին երթուղայնացում. FPGA- ի երթուղային ուղիները բաղկացած են մետաղալարերից, որոնք կարող են փոխկապակցվել էլեկտրական կարգավորվող անջատիչների միջոցով: Այս եղանակով հնարավոր է միմյանց հետ կապել չիպի վրա գտնվող տարբեր կետերը և դրանով իսկ միացնել տարբեր Ընդհանուր տրամաբանական բլոկները ՝ ինչ եղանակով էլ որ պահանջվի:

FPGA որոնվածի մշակում

Քանի որ FPGA- ն կազմափոխվող տրամաբանության զանգված է, անհրաժեշտ է տրամաբանություն սահմանել համակարգի պահանջները բավարարելու համար: Կազմաձևը տրամադրում է որոնվածը ՝ տվյալների մի ամբողջություն, այսինքն

Հաշվի առնելով FPGA- ների բարդությունը, ծրագրաշարը օգտագործվում է FPGA- ի գործառույթը նախագծելու համար: FPGA նախագծման գործընթացը սկսվում է օգտագործողի կողմից, որը տրամադրում է Սարքավորումների նկարագրության լեզվի (HDL) սահմանում կամ սխեմատիկ ձևավորում:

Ընդհանուր HDL- ները VHDL են (որտեղ VHDL- ն է նշանակում ՎHSIC Հardware Դնկարագրություն Լանգլերեն) և Verilog: Երբ դա ավարտվի, FPGA նախագծման գործընթացի հաջորդ խնդիրն է ստեղծել netlist, որը ստեղծվում է օգտագործվող FPGA որոշակի ընտանիքի համար: Սա նկարագրում է FPGA- ի շրջանակներում պահանջվող կապը և այն գոյանում է էլեկտրոնիկայի դիզայնի ավտոմատացման գործիքի միջոցով:

Այնուհետև ցանցացանկը կարող է տեղավորվել իրական FPGA ճարտարապետության մեջ `օգտագործելով գործընթաց, որը կոչվում է տեղ և երթուղի, որը սովորաբար իրականացնում է FPGA ընկերության գույքային և տեղային երթուղի ծրագրակազմը:

Վերջապես դիզայնը հավատարիմ է FPGA- ին և այն կարող է օգտագործվել էլեկտրոնային տպատախտակում, որի համար նախատեսված է:

Նշում FPGA ծրագրավորման վերաբերյալ.

FPGA- ների համար անհրաժեշտ է ունենալ ֆիքսված ալիք `չիպի մեջ տրամաբանության կազմաձևերը սահմանելու համար: Այս ֆիրմային ալիքը կարող է մշակվել տարբեր ձևերով, և կան մի քանի տարբեր ծրագրային հարթակներ, որոնք կարող են օգտագործվել:

Կարդալ ավելին մասին FPGA ծրագրավորում

FPGA փորձարկում

Հաշվի առնելով դրանց բարդությունը, անհրաժեշտ է իրականացնել FPGA դիզայնի խիստ փորձարկում: Այս փորձարկումը սովորաբար իրականացվելու է FPGA- ի մշակման գործընթացի յուրաքանչյուր փուլում:

Այն ներառում է ֆունկցիոնալ սիմուլյացիա և ստուգման այլ մեթոդաբանություն, բայց հիմնական խնդիրներից մեկը կարող է լինել ժամանակացույցը, քանի որ հիմնական տրամաբանության չափը և բարդությունը կարող է նշանակել, որ ժամանակի հետ կապված խնդիրներ կարող են առաջանալ:

Դիզայնի և վավերացման գործընթացն ավարտվելուց հետո FPGA սարքը կազմաձևելու համար օգտագործվում է ստացված երկուական ֆայլը (որը նույնպես օգտագործվում է FPGA ընկերության գույքային ծրագրակազմի միջոցով):

FPGA գործիքներ

FPGA- ները մշակելու և փորձարկելու գործիքները հասանելի են տարբեր աղբյուրներից: Ակնհայտ է, որ արտադրողը ի վիճակի է առաջարկել բազմաթիվ FPGA զարգացման գործիքներ, բայց կան բազմաթիվ այլ աղբյուրներ երրորդ կողմի FPGA HDL սինթեզի, FPGA ֆիզիկական սինթեզի և ստուգման գործիքների համար: Դրանք ներառում են FPGA- ների իրական զարգացման և փորձարկման տարբեր փուլերի համար:


Դիտեք տեսանյութը: TOP 10 Arduino Projects Of All Time. 2018 (Հուլիսի 2022).


Մեկնաբանություններ:

  1. Crayton

    his phrase is brilliant

  2. Mahdi

    Համարում եմ, որ դուք սխալվում եք։ Գրեք ինձ PM-ով, մենք կշփվենք։

  3. Kenric

    Դրա մեջ ինչ-որ բան է, եւ դա լավ գաղափար է: Պատրաստ է աջակցել ձեզ:

  4. Redley

    Very helpful message

  5. Torben

    Ինչ հմայիչ թեմա



Գրեք հաղորդագրություն