XCVU9P-2FLGA2104I – Integrisana kola, ugrađena, 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 interne veze.Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) su programabilni uređaji sa različitom arhitekturom od tradicionalnih logičkih kola i nizova kapija kao što su PAL, GAL i CPLD uređaji.Logika FPGA implementira se učitavanjem internih statičkih memorijskih ćelija 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 sa I/O, te na kraju funkcije koje se mogu implementirati u FPGA, što omogućava neograničeno programiranje .

Dizajn čipa:
U poređenju sa drugim tipovima dizajna čipova, viši prag i rigorozniji osnovni tok dizajna obično su potrebni za FPGA čipove.Konkretno, dizajn bi trebao biti blisko povezan sa FPGA šemom, što omogućava veći obim specijalnog dizajna čipa.Koristeći Matlab i posebne algoritame dizajna u C-u, trebalo bi biti moguće postići glatku transformaciju u svim smjerovima i na taj način osigurati da je u skladu s trenutnim glavnim razmišljanjem o dizajnu čipova.Ako je to slučaj, onda je obično potrebno fokusirati se na urednu integraciju komponenti i odgovarajućeg dizajnerskog jezika kako bi se osigurao upotrebljiv i čitljiv dizajn čipa.Upotreba FPGA omogućava otklanjanje grešaka na ploči, simulaciju koda i druge povezane projektne operacije kako bi se osiguralo da je trenutni kod napisan na neki način i da rješenje za dizajn ispunjava specifične zahtjeve dizajna.Pored toga, algoritmi dizajna bi trebali biti prioritetni kako bi se optimizirao dizajn projekta i efikasnost rada čipa.Kao dizajner, prvi korak je izgradnja specifičnog algoritmskog modula na koji je povezan kod čipa.To je zato što unaprijed dizajnirani kod pomaže da se osigura pouzdanost algoritma i značajno optimizira cjelokupni dizajn čipa.Uz potpuno otklanjanje grešaka na ploči i simulacijsko testiranje, trebalo bi biti moguće smanjiti vrijeme ciklusa utrošeno na dizajniranje cijelog čipa na izvoru i optimizirati ukupnu strukturu postojećeg hardvera.Ovaj novi model dizajna proizvoda se često koristi, na primjer, kada se razvijaju nestandardna hardverska sučelja.

Glavni izazov u dizajnu FPGA je upoznavanje sa hardverskim sistemom i njegovim internim resursima, kako bi se osiguralo da jezik dizajna omogućava efikasnu koordinaciju komponenti i poboljšao 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 da se fokusira na razumnost kako bi se osigurao konačni završetak projekta, da se predloži rješenje problema na osnovu stvarnog stanja projekta i da se poboljša efikasnost rada FPGA.Nakon određivanja algoritma treba biti razumno izgraditi modul, kako bi se kasnije olakšao dizajn koda.Unaprijed dizajnirani kod se može koristiti u dizajnu koda kako bi se poboljšala efikasnost i pouzdanost.Za razliku od ASIC-a, FPGA imaju kraći razvojni ciklus i mogu se kombinovati sa zahtjevima dizajna kako bi se promijenila struktura hardvera, što može pomoći kompanijama da brzo lansiraju nove proizvode i zadovolje potrebe razvoja nestandardnog interfejsa kada komunikacioni protokoli nisu zreli.