XCVU9P-2FLGA2104I – Układy scalone, wbudowane, FPGA (macierz bramek programowalnych przez użytkownika)

Zasada działania:
Układy FPGA korzystają z koncepcji takiej jak tablica komórek logicznych (LCA), która wewnętrznie składa się z trzech części: konfigurowalnego bloku logicznego (CLB), bloku wejścia/wyjścia (IOB) i wewnętrznego połączenia wzajemnego.Field Programmable Gate Array (FPGA) to programowalne urządzenia o innej architekturze niż tradycyjne układy logiczne i macierze bramek, takie jak urządzenia PAL, GAL i CPLD.Logika układu FPGA realizowana jest poprzez ładowanie zaprogramowanych danych do wewnętrznych komórek pamięci statycznej. Wartości przechowywane w komórkach pamięci określają funkcję logiczną komórek logicznych oraz sposób, w jaki moduły są połączone ze sobą lub z I/ O.Wartości przechowywane w komórkach pamięci określają funkcję logiczną komórek logicznych oraz sposób, w jaki moduły są połączone ze sobą lub z wejściami/wyjściami, a ostatecznie funkcje, które można zaimplementować w układzie FPGA, co pozwala na nieograniczone programowanie .

Konstrukcja chipa:
W porównaniu z innymi typami układów scalonych, w przypadku układów FPGA zwykle wymagany jest wyższy próg i bardziej rygorystyczny podstawowy przebieg projektu.W szczególności projekt powinien być ściśle powiązany ze schematem FPGA, co pozwala na większą skalę projektowania specjalnych chipów.Używając Matlaba i specjalnych algorytmów projektowych w C, powinno być możliwe osiągnięcie płynnej transformacji we wszystkich kierunkach, a tym samym zapewnienie, że jest ona zgodna z obecnym głównym myśleniem o projektowaniu chipów.W takim przypadku zwykle konieczne jest skupienie się na uporządkowanej integracji komponentów i odpowiednim języku projektowania, aby zapewnić użyteczną i czytelną konstrukcję chipa.Zastosowanie układów FPGA umożliwia debugowanie płytki, symulację kodu i inne powiązane operacje projektowe, aby zapewnić, że bieżący kod zostanie napisany w odpowiedni sposób i że rozwiązanie projektowe spełnia określone wymagania projektowe.Oprócz tego należy nadać priorytet algorytmom projektowania, aby zoptymalizować projekt projektu i efektywność działania chipa.Pierwszym krokiem projektanta jest zbudowanie konkretnego modułu algorytmu, z którym powiązany jest kod chipa.Dzieje się tak, ponieważ wstępnie zaprojektowany kod pomaga zapewnić niezawodność algorytmu i znacznie optymalizuje ogólną konstrukcję chipa.Dzięki pełnemu debugowaniu i testowaniu symulacyjnym powinno być możliwe skrócenie czasu cyklu potrzebnego do projektowania całego chipa u źródła i optymalizacja ogólnej struktury istniejącego sprzętu.Ten nowy model projektowania produktu jest często wykorzystywany na przykład przy opracowywaniu niestandardowych interfejsów sprzętowych.

Głównym wyzwaniem w projektowaniu FPGA jest zapoznanie się z systemem sprzętowym i jego wewnętrznymi zasobami, aby upewnić się, że język projektowania umożliwia efektywną koordynację komponentów oraz poprawić czytelność i wykorzystanie programu.Stawia to również wysokie wymagania projektantowi, który musi zdobyć doświadczenie w wielu projektach, aby sprostać wymaganiom.

 Projekt algorytmu musi skupiać się na racjonalności, aby zapewnić ostateczne zakończenie projektu, zaproponować rozwiązanie problemu w oparciu o rzeczywistą sytuację projektu i poprawić wydajność działania FPGA.Po ustaleniu algorytmu należy przystąpić do zbudowania modułu, aby ułatwić późniejsze projektowanie kodu.Wstępnie zaprojektowany kod można wykorzystać w projektowaniu kodu w celu poprawy wydajności i niezawodności.W przeciwieństwie do układów ASIC, układy FPGA mają krótszy cykl rozwoju i można je łączyć z wymaganiami projektowymi w celu zmiany struktury sprzętu, co może pomóc firmom szybko wprowadzać na rynek nowe produkty i spełniać potrzeby rozwoju niestandardowych interfejsów, gdy protokoły komunikacyjne nie są jeszcze dojrzałe.