Fpga mikrokontrollerlari

---

FPGA mikrokontrollerlari. 
Reja: 
1. FPGA nima? 
2. Ular nima uchun ishlatiladi? 
3.Ularnig afzalliklari. 

---

FPGA nima? 
FPGA Field Programmable Gate Array degan 
ma'noni anglatadi
. Ular deyarli hamma narsani 
amalga oshirishga imkon beradigan tarzda 
sozlanishi mumkin bo'lgan raqamli qurilmalar 
yoki chiplar. Ya'ni, boshqacha qilib aytganda, bu 
siz "yozish" mumkin bo'lgan bo'sh chip. Bu 
shuni anglatadiki, siz juda tez ishlashga erishish 
va elektron elementlar bilan emas, balki chipga 
qo'shilishning barcha afzalliklari bilan CPU, 
xotira, tekshirgichlarga ega bo’lish va har 
qanday mantiq va boshqalarni amalga 
oshirishingiz mumkin. 

---

1984 yilda FPGA ni ixtiro qilganlar - Xilinx asoschilaridan Ross 
Friman va Bernard Vondersmitlar. Ular buni o'sha paytdagi 
CPLD chiplari evolyutsiyasi sifatida qildilar. CPLD 
dasturlashtiriladigan chiplarida ba'zi bir kamchiliklar mavjud 
edi, ular yangi FPGA dizaynlarini yaratdilar va shu vaqtdan beri 
ular rivojlanib kelmoqda. 
Hozirgi vaqtda ushbu ishlab chiqaruvchilar nafaqat 
dasturlashtiriladigan chipni, balki ishlab chiquvchilarga ko'proq 
imkoniyatlar yaratish maqsadida o'z ichiga
ko'p sonli yordamchi 
elementlar ham oladi
. Masalan, ularga flesh xotira katakchalari, 
SDRAM xotira katakchalari va boshqalar kiradi. 

---

Bozorda FPGA chip ishlab chiqaruvchi ikkita etakchi bor: taniqli 
Intel va Xilinx. Ular bozorning 58 va 42 foizini nazorat qiladi. 
Intel bozorga yaqinda - 2015 yilda Xilinx bilan bir vaqtda tashkil 
etilgan Altera kompaniyasini sotib olgan holda keldi. Altera va 
Xilinx texnologiyalari, shuningdek, rivojlanish muhiti bilan juda 
o'xshash.
•
FPGA'lar turli sohalarda keng qo'llaniladi: maishiy 
elektronika, telekom uskunalari, ma'lumotlar markazlarida 
foydalanish uchun tezlatuvchi platalar, robototexnika, ASIC 
prototipi.

---

FPGA-ni dasturlash uchun biz buni GNU / Linux, Windows 
va MacOS kabi sevimli operatsion tizimimizdan amalga 
oshirishimiz mumkin, ammo Windows uchun ishlab chiqish 
muhiti albatta ko'proq.
tizim darajasida apparat tavsiflash 
tillaridan foydalanish (tizim darajasidagi dizayn tillari, SLDL). 
Bunday tillarga SystemC, Handel-C, VHDL, Verilog, System Verilog 
kiradi. Asosiy afzallik - bu qurilma amalga oshiriladigan apparat 
bazasidan mustaqillik. 

---

 Ular nima uchun ishlatiladi? 
Bulutli hisoblashda FPGA tezkor hisobga olish, tarmoq trafigini 
tezlashtirish va katta miqdordagi ma'lumotlarga kirish uchun 
ishlatiladi. Bu shuningdek, birjalarda yuqori chastotali savdo 
uchun FPGA-lardan foydalanishni o'z ichiga oladi. FPGAlar 
kriptografik algoritmlar, DNK ketma-ketligini taqqoslash va 
molekulyar dinamika kabi ilmiy muammolar uchun juda 
yaxshi. Microsoft uzoq vaqtdan beri Bing qidiruv xizmatini 
tezlashtirish, shuningdek Azure buluti ichida dasturiy ta'minot 
bilan aniqlangan tarmoqni tashkil qilish uchun FPGA-lardan 
foydalanib kelmoqda. 

---

Robototexnika, o'ziyurar mashinalar, dronlar, ilmiy moslamalar, 
tibbiy texnologiyalar, buyurtma qilingan mobil qurilmalar, aqlli 
videokuzatuv kameralari va boshqa 
sohalarda keng qo’llaniladi. 
An'anaviy ravishda FPGA bir o'lchovli signallarni raqamli ishlov berish 
uchun ishlatilgan (va DSP protsessorlari bilan raqobatlashadigan) 
radiolokatsion qurilmalarda, radio qabul qilgichlarda. Kuchaytirilgan chip 
integratsiyasi va yuqori ishlash ko'rsatkichlari bilan FPGA platformalari 
tobora yuqori samarali hisoblash uchun foydalanilmoqda. 
Ushbu kontseptsiya raqamlarni aniqlashga imkon beradigan transportni 
tahlil qilish videokamerasi misolida osonlikcha tushuniladi. Ethernet orqali 
videoni uzatish va masofaviy serverda oqimni qayta ishlash qobiliyatiga 
ega kamerani olishingiz mumkin. Kameralar sonining ko'payishi bilan 
tarmoqdagi yuk ko'payib boradi va tizimdagi ishlamay qolishiga olib 
keladi. 

---

Buning o'rniga to'g'ridan-to'g'ri kamera korpusiga 
o'rnatilgan kompyuterda davlat raqamini aniqlashni 
amalga oshirish va transport vositalarining raqamlarini 
matn formatida bulutga o'tkazish yaxshiroqdir. Batareya 
bilan ishlash uchun siz nisbatan arzon, kam quvvatli 
FPGA-larni ham olishingiz mumkin. Shu bilan birga, 
FPGA ishining mantig'ini o'zgartirish mumkin, masalan, 
davlat raqamlari standartini o'zgartirganda.
Robototexnika 
va uchuvchisiz samolyotlarga kelsak, bu sohada ikkita shart 
ayniqsa yuqori samaradorlik va kam quvvat sarfi hisoblanadi. 
FPGA platformasi eng mos keladi va uni, xususan, dronlar 
uchun parvoz boshqaruvchilarini yaratish uchun ishlatish 
mumkin. 

---

Ularning afzalliklari. 
FPGAlarning muhim dasturlaridan biri bu ASIC 
mikrosxemalarini prototiplashdir.
ASIC-ni ishlab chiqish juda 
murakkab va qimmatga tushadi, xato qiymati juda yuqori va 
mantiqni sinash masalasi juda muhimdir. Shuning uchun, rivojlanish 
bosqichlaridan biri, hatto elektronning fizik topologiyasi bo'yicha ish 
boshlanishidan oldin, uning bir yoki bir nechta FPGA kristallarida 
prototiplash edi. Moslashuvchan FPGA tuzilishi algoritmni 
o'zgartirish qobiliyati bilan ma'lumotlarni yuqori tezlikda va parallel 
qayta ishlash imkonini beradi. 

---

Uskuna platformalarini taqqoslash 

---

Keling, protsessor, GPU, FPGA va ASIC bir-biridan 
qanday farq qilishlari haqida o'ylab ko'raylik. CPU 
universaldir, unga har qanday algoritmni ishga 
tushirishingiz mumkin, u eng moslashuvchan va 
dasturlash tillari va rivojlanish muhiti juda ko'pligi 
sababli uni ishlatish eng oson.
Shu bilan birga, CPU 
ko'rsatmalarining ko'p qirraliligi va ketma-ket bajarilishi 
tufayli ishlash pasayadi va elektronning quvvat sarfi oshadi. 
Buning sababi shundaki, har bir foydali arifmetik operatsiya 
uchun protsessor ko'rsatmalarni o'qish, registrlar va kesh 
o'rtasida ma'lumotlarni ko'chirish va boshqa imo-ishoralar 
bilan bog'liq ko'plab qo'shimcha operatsiyalarni bajaradi. 

---

Boshqa tomonda ASIC. Ushbu platformada 
tranzistorlarning to'g'ridan-to'g'ri ulanishi tufayli 
kerakli algoritm apparatda amalga oshiradi, barcha 
operatsiyalar faqat algoritmning bajarilishi bilan 
bog'liq va uni o'zgartirishning imkoni yo'q.
Shuning 
uchun ASIC-ni qayta dasturlash mumkin emas.
FPGA-
larning hal qiluvchi ustunligi bu ma'lumotlarni 
minimal javob kechikishi bilan kelishi bilanoq qayta 
ishlash qobiliyatidir.
FPGA yuqori mahsuldorlik bilan 
birgalikda kerakli egiluvchanlikka erishishga yordam 
beradi. Shunday qilib, FPGA-lar yuqori ishlov berish 
ko'rsatkichlari, eng tezkor javob berish vaqtlari va kam 
quvvat sarfini talab qiladigan joylarda qo'llaniladi.