XCVU9P-2FLGA2104I – Integrált áramkörök, beágyazott, FPGA-k (Field Programmable Gate Array)

Működés elve:
Az FPGA-k olyan koncepciót használnak, mint a Logic Cell Array (LCA), amely belsőleg három részből áll: a konfigurálható logikai blokkból (CLB), a bemeneti kimeneti blokkból (IOB) és a belső összekapcsolásból.A Field Programmable Gate Arrays (FPGA-k) programozható eszközök, amelyek architektúrája eltér a hagyományos logikai áramköröktől és kaputömböktől, mint például a PAL, GAL és CPLD eszközök.Az FPGA logikája a belső statikus memóriacellák programozott adatokkal való feltöltésével valósul meg, a memóriacellákban tárolt értékek határozzák meg a logikai cellák logikai funkcióját és a modulok egymáshoz vagy az I/-hez való kapcsolódási módját. O.A memóriacellákban tárolt értékek határozzák meg a logikai cellák logikai funkcióját és a modulok egymáshoz vagy az I/O-khoz való kapcsolódási módját, végső soron a korlátlan programozást lehetővé tévő FPGA-ban megvalósítható funkciókat. .

Chip kialakítás:
Más típusú chiptervezési típusokhoz képest általában magasabb küszöbértékre és szigorúbb alaptervezési folyamatra van szükség az FPGA chipeknél.A tervezésnek különösen szorosan kapcsolódnia kell az FPGA kapcsolási rajzához, amely lehetővé teszi a speciális chiptervezés nagyobb léptékét.A Matlab és a speciális tervezési algoritmusok használatával C-ben lehetővé kell tenni a zökkenőmentes transzformáció elérését minden irányban, és így biztosítani kell, hogy az összhangban legyen a jelenlegi mainstream chiptervezési gondolkodásmóddal.Ha ez a helyzet, akkor általában a komponensek rendezett integrációjára és a megfelelő tervezési nyelvre kell összpontosítani a használható és olvasható chiptervezés érdekében.Az FPGA-k használata lehetővé teszi a kártyahibakeresést, a kódszimulációt és más kapcsolódó tervezési műveleteket annak érdekében, hogy az aktuális kód megfelelő módon legyen megírva, és a tervezési megoldás megfeleljen a konkrét tervezési követelményeknek.Ezen túlmenően a tervezési algoritmusokat prioritásként kell kezelni a projekt tervezésének és a chip működésének hatékonyságának optimalizálása érdekében.Tervezőként az első lépés egy konkrét algoritmus modul felépítése, amelyhez a chip kódja kapcsolódik.Ennek az az oka, hogy az előre megtervezett kód segít az algoritmus megbízhatóságának biztosításában, és jelentősen optimalizálja a chip teljes kialakítását.A teljes kártya hibakeresésével és a szimulációs teszteléssel lehetővé kell tenni a teljes chip forrásnál történő tervezéséhez szükséges ciklusidő csökkentését és a meglévő hardver általános szerkezetének optimalizálását.Ezt az új terméktervezési modellt gyakran használják például nem szabványos hardver interfészek fejlesztésekor.

Az FPGA tervezésben a fő kihívás a hardverrendszer és annak belső erőforrásainak megismerése, annak biztosítása, hogy a tervezési nyelv lehetővé tegye a komponensek hatékony koordinációját, valamint a program olvashatóságának és kihasználtságának javítása.Ez magas követelményeket támaszt a tervezővel szemben is, akinek több projektben kell tapasztalatot szereznie ahhoz, hogy megfeleljen a követelményeknek.

 Az algoritmus tervezésénél az ésszerűségre kell összpontosítani, hogy biztosítsa a projekt végső befejezését, a projekt tényleges helyzete alapján megoldást javasoljon a problémára, és javítsa az FPGA működésének hatékonyságát.Az algoritmus meghatározása után ésszerűnek kell lennie a modul felépítéséhez, hogy megkönnyítse a későbbi kódtervezést.Az előre megtervezett kód felhasználható a kódtervezésben a hatékonyság és a megbízhatóság javítása érdekében.Az ASIC-ekkel ellentétben az FPGA-k fejlesztési ciklusa rövidebb, és tervezési követelményekkel kombinálhatók a hardver szerkezetének megváltoztatása érdekében, ami segíthet a vállalatoknak új termékek gyors elindítása mellett, és megfelelni a nem szabványos interfészfejlesztési igényeknek, amikor a kommunikációs protokollok még nem érettek.