XCVU9P-2FLGA2104I – Интегрални схеми, вградени, FPGA (Field Programmable Gate Array)

Принцип на работа:
FPGA използват концепция като логически клетъчен масив (LCA), който вътрешно се състои от три части: конфигурируем логически блок (CLB), входно-изходен блок (IOB) и вътрешно свързване.Field Programmable Gate Arrays (FPGA) са програмируеми устройства с различна архитектура от традиционните логически схеми и гейт матрици като PAL, GAL и CPLD устройства.Логиката на FPGA се реализира чрез зареждане на клетките на вътрешната статична памет с програмирани данни, стойностите, съхранени в клетките на паметта, определят логическата функция на логическите клетки и начина, по който модулите са свързани един към друг или към I/ О.Стойностите, съхранени в клетките на паметта, определят логическата функция на логическите клетки и начина, по който модулите са свързани помежду си или към I/Os, и в крайна сметка функциите, които могат да бъдат реализирани в FPGA, което позволява неограничено програмиране .

Дизайн на чип:
В сравнение с други видове дизайн на чипове, по отношение на FPGA чиповете обикновено се изисква по-висок праг и по-строг основен проектен поток.По-специално, дизайнът трябва да бъде тясно свързан със схемата на FPGA, което позволява по-голям мащаб на специален дизайн на чипове.Чрез използване на Matlab и специални алгоритми за проектиране в C трябва да е възможно да се постигне плавна трансформация във всички посоки и по този начин да се гарантира, че тя е в съответствие с текущото основно мислене за дизайн на чипове.Ако случаят е такъв, тогава обикновено е необходимо да се съсредоточите върху подредената интеграция на компонентите и съответния език на проектиране, за да осигурите използваем и четим дизайн на чипа.Използването на FPGA позволява отстраняване на грешки в платката, симулация на код и други свързани операции по проектиране, за да се гарантира, че текущият код е написан по начин и че дизайнерското решение отговаря на специфичните изисквания за дизайн.В допълнение към това трябва да се приоритизират алгоритмите за проектиране, за да се оптимизира дизайнът на проекта и ефективността на работата на чипа.Като дизайнер, първата стъпка е да се изгради конкретен алгоритъм, към който е свързан кодът на чипа.Това е така, защото предварително проектираният код помага да се гарантира надеждността на алгоритъма и значително оптимизира цялостния дизайн на чипа.С пълно отстраняване на грешки и тестване на симулация трябва да е възможно да се намали времето за цикъл, изразходвано за проектиране на целия чип при източника и да се оптимизира цялостната структура на съществуващия хардуер.Този нов модел на продуктов дизайн често се използва, например, когато се разработват нестандартни хардуерни интерфейси.

Основното предизвикателство при проектирането на FPGA е да се запознаете с хардуерната система и нейните вътрешни ресурси, за да се гарантира, че езикът на проектиране позволява ефективна координация на компонентите и да се подобри четливостта и използването на програмата.Това също поставя високи изисквания към дизайнера, който трябва да натрупа опит в множество проекти, за да отговори на изискванията.

 Дизайнът на алгоритъма трябва да се фокусира върху разумността, за да се гарантира окончателното завършване на проекта, да се предложи решение на проблема въз основа на действителната ситуация на проекта и да се подобри ефективността на работата на FPGA.След определяне на алгоритъма трябва да бъде разумно да се изгради модулът, за да се улесни проектирането на кода по-късно.Предварително проектираният код може да се използва при проектирането на код за подобряване на ефективността и надеждността.За разлика от ASIC, FPGA имат по-кратък цикъл на разработка и могат да се комбинират с изисквания за дизайн, за да се промени структурата на хардуера, което може да помогне на компаниите да пуснат нови продукти бързо и да отговорят на нуждите от разработване на нестандартни интерфейси, когато комуникационните протоколи не са зрели.