XC7K420T-2FFG901I: circuits integrats, matrius de portes programables de camp incrustats

Avantatges
Els avantatges dels FPGA són els següents:
(1) Els FPGA consisteixen en recursos de maquinari com ara cèl·lules lògiques, RAM, multiplicadors, etc. Organitzant aquests recursos de maquinari de manera racional, es poden implementar circuits de maquinari com ara multiplicadors, registres, generadors d'adreces, etc.
(2) Els FPGA es poden dissenyar mitjançant diagrames de blocs o Verilog HDL, des de circuits de porta simples fins a circuits FIR o FFT.
(3) Els FPGA es poden reprogramar infinitament, carregant una nova solució de disseny en només uns centenars de mil·lisegons, utilitzant la reconfiguració per reduir la sobrecàrrega de maquinari.
(4) La freqüència de funcionament de l'FPGA està determinada pel xip FPGA, així com pel disseny, i es pot modificar o substituir per un xip més ràpid per satisfer determinats requisits exigents (tot i que, per descomptat, la freqüència de funcionament no és il·limitada i pot augmentar, però es regeix pels processos actuals de CI i altres factors).
Desavantatges
Els desavantatges dels FPGA són els següents:
(1) Els FPGA es basen en la implementació de maquinari per a totes les funcions i no poden implementar operacions com ara salts condicionals de ramificació.
(2) Els FPGA només poden implementar operacions de punt fix.
En resum: els FPGA depenen del maquinari per implementar totes les funcions i es poden comparar amb xips dedicats en termes de velocitat, però hi ha un gran buit en la flexibilitat del disseny en comparació amb els processadors de propòsit general.

Llenguatges i plataformes de disseny

Els dispositius lògics programables són suports de maquinari que concreten les funcions i especificacions tècniques establertes de les aplicacions electròniques mitjançant la tecnologia EDA.Els FPGA, com un dels dispositius principals que implementen aquest camí, estan directament orientats a l'usuari, extremadament flexibles i versàtils, fàcils d'utilitzar i ràpids de provar i implementar al maquinari.
Hardware Description Language (HDL) és un llenguatge utilitzat per dissenyar sistemes lògics digitals i descriure circuits digitals, els principals que s'utilitzen habitualment són VHDL, Verilog HDL, System Verilog i System C.
Com a llenguatge de descripció de maquinari integral, el llenguatge de descripció de maquinari de circuit integrat de molt alta velocitat (VHDL) té les característiques de ser independent del circuit de maquinari específic i independent de la plataforma de disseny, amb els avantatges de la capacitat de descripció d'ampli rang, no depenent de dispositius específics, i la capacitat de descriure el disseny d'una lògica de control complexa en un codi rigorós i concís, etc. Compta amb el suport de moltes empreses EDA i s'ha utilitzat àmpliament en el camp del disseny electrònic.àmpliament utilitzat.
VHDL és un llenguatge d'alt nivell per al disseny de circuits i, en comparació amb altres llenguatges de descripció de maquinari, té les característiques d'un llenguatge senzill, flexibilitat i independència del disseny del dispositiu, el que el converteix en un llenguatge de descripció de maquinari comú per a la tecnologia EDA i fa que la tecnologia EDA sigui més. accessible als dissenyadors.
Verilog HDL és un llenguatge de descripció de maquinari àmpliament utilitzat que es pot utilitzar en diverses etapes del procés de disseny de maquinari, incloent el modelatge, la síntesi i la simulació.
Avantatges de Verilog HDL: similar a C, fàcil d'aprendre i flexible.Cas delicat.Avantatges en l'estímul d'escriptura i modelatge.Inconvenients: molts errors no es poden detectar en temps de compilació.
Avantatges de VHDL: sintaxi rigorosa, jerarquia clara.Inconvenients: llarg temps de familiarització, poc flexible.
El programari Quartus_II és un entorn de disseny multiplataforma complet desenvolupat per Altera, que pot satisfer les necessitats de disseny de diversos FPGA i CPLD, i és un entorn complet per al disseny de sistemes programables en xip.
Vivado Design Suite, un entorn de disseny integrat llançat pel proveïdor de FPGA Xilinx el 2012. Inclou un entorn de disseny altament integrat i una nova generació d'eines des del nivell del sistema fins a l'IC, tot basat en un model de dades escalable compartit i un entorn de depuració comú.Xilinx Vivado Design Suite proporciona nuclis IP FIFO que es poden aplicar fàcilment als dissenys.