FPGA NIMA? Maydonda dasturlashtiriladigan darvoza massivi ( FPGA ) ishlab chiqarilgandan so'ng mijoz yoki dizayner tomonidan sozlash uchun mo'ljallangan integral sxema bo'lib, shuning uchun maydonda dasturlashtiriladigan atama ishlatiladi. FPGA konfiguratsiyasi odatda dasturga xos integral mikrosxema (ASIC) uchun ishlatiladiganga o'xshash apparat tavsifi tili (HDL) yordamida belgilanadi . O'chirish diagrammalari avval konfiguratsiyani aniqlash uchun ishlatilgan, ammo elektron dizaynni avtomatlashtirish vositalarining paydo bo'lishi tufayli bu tobora kam uchraydi .
Xilinx -dan Spartan FPGA FPGA-larda dasturlashtiriladigan mantiqiy bloklar majmuasi va bloklarni bir-biriga ulash imkonini beruvchi qayta sozlanishi mumkin bo'lgan o'zaro ulanishlar ierarxiyasi mavjud. Mantiqiy bloklar murakkab kombinatsiyalangan funktsiyalarni bajarish uchun tuzilgan bo'lishi mumkin yoki AND va XOR kabi oddiy mantiqiy eshiklar sifatida ishlaydi .
Ko'pgina FPGA-larda mantiqiy bloklar xotira elementlarini ham o'z ichiga oladi, ular oddiy flip-floplar yoki to'liq xotira bloklari bo'lishi mumkin . Ko'pgina FPGAlar turli mantiqiy funktsiyalarni amalga oshirish uchun qayta dasturlashtirilishi mumkin , bu esa kompyuter dasturlarida bajarilganidek, moslashuvchan qayta sozlanishi mumkin bo'lgan hisoblash imkonini beradi .
FPGA'lar tizim dasturiy ta'minotini ishlab chiqishni apparat bilan bir vaqtda boshlash, rivojlanishning juda erta bosqichida tizim ishlashi simulyatsiyasini yoqish va tizim arxitekturasini yakunlashdan oldin turli xil tizim sinovlari va dizayn iteratsiyalariga ruxsat berish qobiliyati tufayli o'rnatilgan tizimni ishlab chiqishda ajoyib rolga ega
FPGA-larda murakkab tizimlarni loyihalashni soddalashtirish uchun dizayn jarayonini tezlashtirish uchun sinovdan o'tgan va optimallashtirilgan oldindan belgilangan murakkab funktsiyalar va sxemalar kutubxonalari mavjud. Ushbu oldindan belgilangan sxemalar odatda intellektual mulk (IP) yadrolari deb ataladi va ularni FPGA sotuvchilari va uchinchi tomon IP yetkazib beruvchilaridan olish mumkin. Ular kamdan-kam hollarda bepul va odatda xususiy litsenziyalar ostida chiqariladi. Boshqa oldindan belgilangan sxemalar OpenCores (odatda GPL , BSD yoki shunga o'xshash litsenziyalar kabi bepul va ochiq kodli litsenziyalar ostida chiqariladi ) va boshqa manbalar kabi ishlab chiquvchilar hamjamiyatlarida mavjud . Bunday dizaynlar " ochiq manbali apparat " deb nomlanadi .
Oddiy dizayn oqimida FPGA dastur ishlab chiqaruvchisi dizayn jarayoni davomida bir necha bosqichda dizaynni simulyatsiya qiladi. Dastlab VHDL yoki Verilogdagi RTL tavsifi tizimni simulyatsiya qilish va natijalarni kuzatish uchun test stendlarini yaratish orqali simulyatsiya qilinadi . Keyinchalik, sintez mexanizmi dizaynni tarmoq ro'yxatiga kiritgandan so'ng, tarmoq ro'yxati darvoza darajasidagi tavsifga tarjima qilinadi, bu erda sintez xatosiz davom etganligini tasdiqlash uchun simulyatsiya takrorlanadi. Nihoyat, dizayn FPGA-da joylashtiriladi, bunda tarqalish kechikishlari qo'shilishi mumkin va simulyatsiya ushbu qiymatlar orqa izoh bilan qayta ishlaydi.tarmoq ro'yxatiga.
Yaqinda OpenCL (Open Computing Language) dasturchilar tomonidan FPGA taqdim etuvchi samaradorlik va quvvat samaradorligidan foydalanish uchun foydalanilmoqda. OpenCL dasturchilarga C dasturlash tilida kod ishlab chiqish va OpenCL konstruktsiyalaridan foydalangan holda FPGA funktsiyalarini OpenCL yadrolari sifatida maqsad qilish imkonini beradi. Qo'shimcha ma'lumot uchun yuqori darajadagi sintez va C dan HDL ga qarang .
Aksariyat FPGAlar dasturlash uchun SRAMga asoslangan yondashuvga tayanadi . Ushbu FPGA'lar tizimda dasturlashtiriladi va qayta dasturlashtiriladi, lekin tashqi yuklash qurilmalarini talab qiladi. Masalan, flesh-xotira yoki EEPROM qurilmalari ko'pincha tarkibni marshrutlash va mantiqni boshqaruvchi ichki SRAMga yuklashi mumkin. SRAM yondashuvi CMOS ga asoslangan .
SRAM yondashuvining kam uchraydigan muqobillari quyidagilardan iborat:
Sug'urta : bir martalik dasturlashtiriladi. Bipolyar. Eskirgan.
Antifuse : bir martalik dasturlashtiriladi. CMOS. Misollar: Actel SX va Axcelerator oilalari; Quicklogic Eclipse II oilasi.
PROM : dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira texnologiyasi. Plastik qadoqlash tufayli bir martalik dasturlashtiriladi. Eskirgan.
EPROM : o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira texnologiyasi. Bir martalik dasturlashtiriladi, lekin oyna bilan, ultrabinafsha (UV) nurlar bilan o'chirilishi mumkin. CMOS. Eskirgan.
EEPROM : elektr bilan o'chiriladigan dasturlashtiriladigan faqat o'qish uchun xotira texnologiyasi. Hatto plastik paketlarda ham o'chirilishi mumkin. EEPROM qurilmalarining hammasi emas, ba'zilari tizimda dasturlashtirilishi mumkin. CMOS.
Flash : flesh-o'chirish EPROM texnologiyasi. Hatto plastik paketlarda ham o'chirilishi mumkin. Ba'zi bir flesh-qurilmalar tizimda dasturlashtirilishi mumkin, lekin hamma ham emas. Odatda, flesh-hujayra ekvivalent EEPROM xujayrasidan kichikroq va shuning uchun ishlab chiqarish arzonroq. CMOS. Misol: Actel ProASIC oilasi.
Aksariyat FPGAlar dasturlash uchun SRAMga asoslangan yondashuvga tayanadi
Ushbu FPGA'lar tizimda dasturlashtiriladi va qayta dasturlashtiriladi, lekin tashqi yuklash qurilmalarini talab qiladi.
Masalan, flesh-xotira yoki EEPROM qurilmalari ko'pincha tarkibni marshrutlash va mantiqni boshqaruvchi ichki SRAMga yuklashi mumkin. SRAM yondashuvi CMOS ga asoslangan .
