XCVU9P-2FLGA2104I – Qarqet e integruara, të ngulitura, FPGA (Field Gate Array Programmable Gate)

Parimi i funksionimit:
FPGA-të përdorin një koncept të tillë si grupi i qelizave logjike (LCA), i cili përbëhet nga tre pjesë: Blloku Logjik i Konfigurueshëm (CLB), Blloku i daljes hyrëse (IOB) dhe ndërlidhja e brendshme.Vargjet e portave të programueshme në terren (FPGA) janë pajisje të programueshme me një arkitekturë të ndryshme nga qarqet logjike tradicionale dhe grupet e portës si pajisjet PAL, GAL dhe CPLD.Logjika e FPGA-së zbatohet duke ngarkuar qelizat e brendshme statike të memories me të dhëna të programuara, vlerat e ruajtura në qelizat e memories përcaktojnë funksionin logjik të qelizave logjike dhe mënyrën në të cilën modulet lidhen me njëri-tjetrin ose me I/ O.Vlerat e ruajtura në qelizat e memories përcaktojnë funksionin logjik të qelizave logjike dhe mënyrën në të cilën modulet janë të lidhura me njëri-tjetrin ose me I/O, dhe në fund të fundit funksionet që mund të zbatohen në FPGA, e cila lejon programim të pakufizuar. .

Dizajni i çipit:
Krahasuar me llojet e tjera të dizajnit të çipave, zakonisht kërkohet një prag më i lartë dhe një rrjedhë e projektimit bazë më rigoroz në lidhje me çipat FPGA.Në veçanti, dizajni duhet të jetë i lidhur ngushtë me skemën FPGA, e cila lejon një shkallë më të madhe të dizajnit special të çipit.Duke përdorur Matlab dhe algoritme të veçanta të projektimit në C, duhet të jetë e mundur të arrihet një transformim i qetë në të gjitha drejtimet dhe kështu të sigurohet që ai të jetë në përputhje me të menduarit aktual të dizajnit të çipave.Nëse është kështu, atëherë zakonisht është e nevojshme të përqendrohemi në integrimin e rregullt të komponentëve dhe gjuhën përkatëse të projektimit për të siguruar një dizajn çipi të përdorshëm dhe të lexueshëm.Përdorimi i FPGA-ve mundëson korrigjimin e bordit, simulimin e kodit dhe operacione të tjera të ndërlidhura të projektimit për të siguruar që kodi aktual është shkruar në një mënyrë dhe që zgjidhja e projektimit plotëson kërkesat specifike të projektimit.Përveç kësaj, algoritmet e projektimit duhet të kenë prioritet për të optimizuar dizajnin e projektit dhe efektivitetin e funksionimit të çipit.Si projektues, hapi i parë është të ndërtoni një modul specifik algoritmi me të cilin lidhet kodi i çipit.Kjo për shkak se kodi i para-projektuar ndihmon për të siguruar besueshmërinë e algoritmit dhe optimizon ndjeshëm dizajnin e përgjithshëm të çipit.Me korrigjimin e plotë të bordit dhe testimin e simulimit, duhet të jetë e mundur të reduktohet koha e ciklit të konsumuar në projektimin e të gjithë çipit në burim dhe të optimizohet struktura e përgjithshme e harduerit ekzistues.Ky model i ri i dizajnit të produktit përdoret shpesh, për shembull, kur zhvillohen ndërfaqe harduerike jo standarde.

Sfida kryesore në dizajnimin e FPGA është njohja me sistemin e harduerit dhe burimet e tij të brendshme, për të siguruar që gjuha e projektimit mundëson koordinimin efektiv të komponentëve dhe përmirësimin e lexueshmërisë dhe përdorimit të programit.Kjo gjithashtu vendos kërkesa të larta për projektuesin, i cili duhet të fitojë përvojë në projekte të shumta për të përmbushur kërkesat.

 Dizajni i algoritmit duhet të fokusohet në arsyeshmërinë për të siguruar përfundimin përfundimtar të projektit, për të propozuar një zgjidhje për problemin bazuar në situatën aktuale të projektit dhe për të përmirësuar efikasitetin e funksionimit të FPGA.Pas përcaktimit të algoritmit duhet të jetë e arsyeshme për të ndërtuar modulin, për të lehtësuar dizajnimin e kodit më vonë.Kodi i projektuar paraprakisht mund të përdoret në hartimin e kodit për të përmirësuar efikasitetin dhe besueshmërinë.Ndryshe nga ASIC, FPGA-të kanë një cikël më të shkurtër zhvillimi dhe mund të kombinohen me kërkesat e dizajnit për të ndryshuar strukturën e harduerit, gjë që mund t'i ndihmojë kompanitë të lançojnë shpejt produkte të reja dhe të plotësojnë nevojat e zhvillimit të ndërfaqes jo standarde kur protokollet e komunikimit nuk janë pjekur.