XCVU9P-2FLGA2104I – Ինտեգրված սխեմաներ, ներկառուցված, FPGA (դաշտային ծրագրավորվող դարպասների զանգված)

Գործողության սկզբունքը.
FPGA-ներն օգտագործում են այնպիսի հայեցակարգ, ինչպիսին է տրամաբանական բջիջների զանգվածը (LCA), որը ներքին մասից բաղկացած է երեք մասից՝ կարգավորելի տրամաբանական բլոկ (CLB), մուտքային ելքային բլոկ (IOB) և ներքին փոխկապակցում:Դաշտային ծրագրավորվող դարպասների զանգվածները (FPGA) ծրագրավորվող սարքեր են տարբեր ճարտարապետությամբ, քան ավանդական տրամաբանական սխեմաները և դարպասների զանգվածները, ինչպիսիք են PAL, GAL և CPLD սարքերը:FPGA-ի տրամաբանությունն իրականացվում է ներքին ստատիկ հիշողության բջիջները ծրագրավորված տվյալներով բեռնելով, հիշողության բջիջներում պահվող արժեքները որոշում են տրամաբանական բջիջների տրամաբանական ֆունկցիան և մոդուլների միացման եղանակը կամ I/. Օ.Հիշողության բջիջներում պահվող արժեքները որոշում են տրամաբանական բջիջների տրամաբանական գործառույթը և մոդուլները միմյանց կամ I/O-ների միացման եղանակը, և, ի վերջո, գործառույթները, որոնք կարող են իրականացվել FPGA-ում, ինչը թույլ է տալիս անսահմանափակ ծրագրավորում։ .

Չիպի դիզայն.
Չիպերի նախագծման այլ տեսակների համեմատ, FPGA չիպերի համար սովորաբար պահանջվում է ավելի բարձր շեմ և ավելի խիստ հիմնական դիզայնի հոսք:Մասնավորապես, դիզայնը պետք է սերտորեն կապված լինի FPGA սխեմայի հետ, որը թույլ է տալիս ավելի մեծ մասշտաբի հատուկ չիպերի դիզայն:Օգտագործելով Matlab-ը և հատուկ դիզայնի ալգորիթմները C-ում, պետք է հնարավոր լինի հասնել սահուն վերափոխման բոլոր ուղղություններով և այդպիսով ապահովել, որ այն համահունչ է չիպերի դիզայնի ներկայիս հիմնական մտածողությանը:Եթե ​​դա այդպես է, ապա սովորաբար անհրաժեշտ է կենտրոնանալ բաղադրիչների կանոնավոր ինտեգրման և համապատասխան դիզայնի լեզվի վրա՝ ապահովելու համար օգտագործվող և ընթեռնելի չիպի դիզայն:FPGA-ների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս տախտակի վրիպազերծում, կոդի մոդելավորում և այլ հարակից նախագծային գործողություններ՝ ապահովելու, որ ընթացիկ կոդը գրված է այնպես, որ նախագծային լուծումը համապատասխանում է նախագծման հատուկ պահանջներին:Ի հավելումն դրան, նախագծման ալգորիթմները պետք է առաջնահերթություն ստանան, որպեսզի օպտիմալացնեն նախագծի դիզայնը և չիպի շահագործման արդյունավետությունը:Որպես դիզայներ, առաջին քայլը հատուկ ալգորիթմի մոդուլի ստեղծումն է, որին առնչվում է չիպի կոդը:Դա պայմանավորված է նրանով, որ նախապես մշակված կոդը օգնում է ապահովել ալգորիթմի հուսալիությունը և զգալիորեն օպտիմալացնում է չիպի ընդհանուր դիզայնը:Լրիվ տախտակի վրիպազերծման և սիմուլյացիայի փորձարկման միջոցով պետք է հնարավոր լինի կրճատել աղբյուրում ամբողջ չիպի նախագծման ժամանակ ծախսվող ցիկլի ժամանակը և օպտիմալացնել առկա սարքաշարի ընդհանուր կառուցվածքը:Արտադրանքի դիզայնի այս նոր մոդելը հաճախ օգտագործվում է, օրինակ, ոչ ստանդարտ ապարատային միջերեսներ մշակելիս:

FPGA-ի նախագծման հիմնական մարտահրավերը ապարատային համակարգի և դրա ներքին ռեսուրսների հետ ծանոթանալն է, ապահովել, որ դիզայնի լեզուն թույլ է տալիս արդյունավետ համակարգել բաղադրիչները և բարելավել ծրագրի ընթերցանությունը և օգտագործումը:Սա նաև մեծ պահանջներ է դնում դիզայների վրա, ով պետք է փորձ ձեռք բերի բազմաթիվ նախագծերում՝ պահանջները բավարարելու համար:

 Ալգորիթմի նախագծումը պետք է կենտրոնանա ողջամտության վրա՝ ապահովելու ծրագրի վերջնական ավարտը, խնդրի լուծում առաջարկելու՝ հիմնվելով ծրագրի իրական իրավիճակի վրա և բարելավելու FPGA-ի շահագործման արդյունավետությունը:Ալգորիթմը որոշելուց հետո պետք է խելամիտ լինի մոդուլի կառուցումը, հետագայում կոդի ձևավորումը հեշտացնելու համար:Նախապես մշակված կոդը կարող է օգտագործվել կոդի նախագծման մեջ՝ արդյունավետությունն ու հուսալիությունը բարելավելու համար:Ի տարբերություն ASIC-ների, FPGA-ներն ունեն ավելի կարճ զարգացման ցիկլ և կարող են զուգակցվել նախագծման պահանջների հետ՝ փոխելու սարքավորման կառուցվածքը, ինչը կարող է օգնել ընկերություններին արագ նոր արտադրանք թողարկել և բավարարել ոչ ստանդարտ ինտերֆեյսի մշակման կարիքները, երբ կապի արձանագրությունները հասուն չեն: