XCVU9P-2FLGA2104I – Integrirani krugovi, ugrađeni, FPGA (Field Programmable Gate Array)

Princip rada:
FPGA koriste koncept kao što je niz logičkih ćelija (LCA), koji se interno sastoji od tri dijela: konfigurabilnog logičkog bloka (CLB), ulazno-izlaznog bloka (IOB) i internog povezivanja.Field Programmable Gate Arrays (FPGA) su programabilni uređaji s drugačijom arhitekturom od tradicionalnih logičkih sklopova i nizova vrata kao što su PAL, GAL i CPLD uređaji.Logika FPGA implementirana je učitavanjem internih statičkih memorijskih ćelija s programiranim podacima, vrijednosti pohranjene u memorijskim ćelijama određuju logičku funkciju logičkih ćelija i način na koji su moduli međusobno povezani ili na I/ O.Vrijednosti pohranjene u memorijskim ćelijama određuju logičku funkciju logičkih ćelija i način na koji su moduli povezani jedni s drugima ili s I/O-ima, te u konačnici funkcije koje se mogu implementirati u FPGA, što omogućuje neograničeno programiranje .

Dizajn čipa:
U usporedbi s drugim vrstama dizajna čipova, veći prag i rigorozniji osnovni tijek dizajna obično su potrebni za FPGA čipove.Konkretno, dizajn bi trebao biti usko povezan s FPGA shemom, što omogućuje veću skalu posebnog dizajna čipa.Korištenjem Matlaba i posebnih algoritama dizajna u C-u, trebalo bi biti moguće postići glatku transformaciju u svim smjerovima i tako osigurati da je u skladu s trenutačnim glavnim razmišljanjem o dizajnu čipova.Ako je to slučaj, tada je obično potrebno usredotočiti se na urednu integraciju komponenti i odgovarajući jezik dizajna kako bi se osigurao upotrebljiv i čitljiv dizajn čipa.Korištenje FPGA omogućuje otklanjanje pogrešaka na ploči, simulaciju koda i druge povezane operacije dizajna kako bi se osiguralo da je trenutni kod napisan na način i da dizajnersko rješenje zadovoljava specifične zahtjeve dizajna.Uz to, algoritmima dizajna treba dati prioritet kako bi se optimizirao dizajn projekta i učinkovitost rada čipa.Kao dizajner, prvi korak je izgraditi određeni modul algoritma s kojim je povezan kod čipa.To je zato što unaprijed dizajnirani kod pomaže u osiguravanju pouzdanosti algoritma i značajno optimizira cjelokupni dizajn čipa.Uz potpuno otklanjanje pogrešaka i testiranje simulacije, trebalo bi biti moguće smanjiti vrijeme ciklusa potrebno za projektiranje cijelog čipa na izvoru i optimizirati cjelokupnu strukturu postojećeg hardvera.Ovaj novi model dizajna proizvoda često se koristi, na primjer, pri razvoju nestandardnih hardverskih sučelja.

Glavni izazov u dizajnu FPGA je upoznati se sa hardverskim sustavom i njegovim unutarnjim resursima, osigurati da jezik dizajna omogućuje učinkovitu koordinaciju komponenti i poboljšati čitljivost i korištenje programa.Ovo također postavlja visoke zahtjeve pred dizajnera, koji mora steći iskustvo u više projekata kako bi ispunio zahtjeve.

 Dizajn algoritma treba se usredotočiti na razumnost kako bi se osigurao konačni završetak projekta, predložilo rješenje problema na temelju stvarne situacije projekta i poboljšala učinkovitost rada FPGA.Nakon utvrđivanja algoritma trebalo bi biti razumno izgraditi modul, kako bi se kasnije olakšao dizajn koda.Unaprijed dizajniran kod može se koristiti u dizajnu koda za poboljšanje učinkovitosti i pouzdanosti.Za razliku od ASIC-ova, FPGA imaju kraći razvojni ciklus i mogu se kombinirati sa zahtjevima dizajna za promjenu strukture hardvera, što može pomoći tvrtkama da brzo lansiraju nove proizvode i zadovolje potrebe razvoja nestandardnih sučelja kada komunikacijski protokoli nisu zreli.