XCVU9P-2FLGA2104I – Integroidut piirit, sulautetut, FPGA:t (Field Programmable Gate Array)

Toimintaperiaate:
FPGA:t käyttävät konseptia, kuten Logic Cell Array (LCA), joka koostuu sisäisesti kolmesta osasta: Configurable Logic Block (CLB), Input Output Block (IOB) ja Internal Interconnect.Field Programmable Gate Arrays (FPGA:t) ovat ohjelmoitavia laitteita, joilla on erilainen arkkitehtuuri kuin perinteiset logiikkapiirit ja porttiryhmät, kuten PAL-, GAL- ja CPLD-laitteet.FPGA:n logiikka toteutetaan lataamalla sisäiset staattiset muistisolut ohjelmoidulla tiedolla, muistisoluihin tallennetut arvot määrittävät loogisten solujen loogisen toiminnan ja tavan, jolla moduulit on kytketty toisiinsa tai I/. O.Muistisoluihin tallennetut arvot määräävät loogisten solujen loogisen toiminnan ja tavan, jolla moduulit on linkitetty toisiinsa tai I/O:ihin, ja lopulta FPGA:ssa toteutettavissa olevat toiminnot, mikä mahdollistaa rajoittamattoman ohjelmoinnin. .

Sirun suunnittelu:
Verrattuna muihin sirusuunnittelutyyppeihin, FPGA-sirujen osalta vaaditaan yleensä korkeampi kynnys ja tiukempi perussuunnitteluvirta.Erityisesti suunnittelun tulisi olla tiiviisti sidoksissa FPGA-kaavioon, mikä mahdollistaa suuremman mittakaavan erikoissirusuunnittelua.Käyttämällä Matlabia ja erityisiä suunnittelualgoritmeja C:ssä pitäisi olla mahdollista saavuttaa tasainen muunnos kaikkiin suuntiin ja siten varmistaa, että se on linjassa nykyisen valtavirran sirusuunnitteluajattelun kanssa.Jos näin on, on yleensä tarpeen keskittyä komponenttien ja vastaavan suunnittelukielen säännölliseen integrointiin käyttökelpoisen ja luettavan sirusuunnittelun varmistamiseksi.FPGA:iden käyttö mahdollistaa piirilevyjen virheenkorjauksen, koodisimuloinnin ja muut niihin liittyvät suunnittelutoiminnot, joilla varmistetaan, että nykyinen koodi on kirjoitettu tavalla ja suunnitteluratkaisu täyttää erityiset suunnitteluvaatimukset.Tämän lisäksi suunnittelualgoritmit tulee priorisoida projektin suunnittelun ja sirun toiminnan tehokkuuden optimoimiseksi.Suunnittelijana ensimmäinen askel on rakentaa erityinen algoritmimoduuli, johon sirukoodi liittyy.Tämä johtuu siitä, että valmiiksi suunniteltu koodi auttaa varmistamaan algoritmin luotettavuuden ja optimoi merkittävästi sirun kokonaissuunnittelua.Täysikortin virheenkorjauksen ja simulointitestauksen avulla pitäisi olla mahdollista lyhentää koko sirun suunnitteluun kuluvaa sykliaikaa lähteellä ja optimoida olemassa olevan laitteiston kokonaisrakenne.Tätä uutta tuotesuunnittelumallia käytetään usein esimerkiksi kehitettäessä epätyypillisiä laitteistorajapintoja.

Suurin haaste FPGA-suunnittelussa on perehtyä laitteistojärjestelmään ja sen sisäisiin resursseihin, varmistaa, että suunnittelukieli mahdollistaa komponenttien tehokkaan koordinoinnin sekä parantaa ohjelman luettavuutta ja käytettävyyttä.Tämä asettaa korkeat vaatimukset myös suunnittelijalle, jonka on hankittava kokemusta useista projekteista täyttääkseen vaatimukset.

 Algoritmien suunnittelussa tulee keskittyä kohtuullisuuteen, jotta varmistetaan projektin lopullinen valmistuminen, ehdotetaan ratkaisua ongelmaan projektin todellisen tilanteen perusteella ja parannetaan FPGA-toiminnan tehokkuutta.Määrittämisen jälkeen algoritmi pitäisi olla järkevää rakentaa moduuli, helpottaa koodin suunnittelu myöhemmin.Valmiiksi suunniteltua koodia voidaan käyttää koodisuunnittelussa tehokkuuden ja luotettavuuden parantamiseksi.Toisin kuin ASIC:illa, FPGA:illa on lyhyempi kehityssykli ja ne voidaan yhdistää suunnitteluvaatimuksiin laitteiston rakenteen muuttamiseksi, mikä voi auttaa yrityksiä lanseeraamaan uusia tuotteita nopeasti ja vastaamaan epästandardien rajapintojen kehittämistarpeisiin, kun viestintäprotokollat ​​eivät ole kypsiä.