XCVU9P-2FLGA2104I - Circuits integrats, incrustats, FPGA (Field Programmable Gate Array)

Principi de funcionament:
Els FPGA utilitzen un concepte com el Logic Cell Array (LCA), que internament consta de tres parts: el bloc lògic configurable (CLB), el bloc d'entrada i sortida (IOB) i la interconnexió interna.Els Field Programmable Gate Arrays (FPGA) són dispositius programables amb una arquitectura diferent a la dels circuits lògics tradicionals i les matrius de portes com els dispositius PAL, GAL i CPLD.La lògica de la FPGA s'implementa carregant les cel·les de memòria estàtica interna amb dades programades, els valors emmagatzemats a les cel·les de memòria determinen la funció lògica de les cel·les lògiques i la forma en què els mòduls estan connectats entre si o a la I/ O.Els valors emmagatzemats a les cel·les de memòria determinen la funció lògica de les cel·les lògiques i la manera com els mòduls estan vinculats entre si o amb les E/S, i en definitiva les funcions que es poden implementar a l'FPGA, que permet una programació il·limitada. .

Disseny de xip:
En comparació amb altres tipus de disseny de xips, normalment es requereix un llindar més alt i un flux de disseny bàsic més rigorós pel que fa als xips FPGA.En particular, el disseny hauria d'estar estretament relacionat amb l'esquema FPGA, que permet una escala més gran de disseny de xips especials.Mitjançant l'ús de Matlab i algorismes de disseny especials en C, hauria de ser possible aconseguir una transformació suau en totes les direccions i, per tant, assegurar-se que s'ajusti al pensament de disseny de xips actual.Si aquest és el cas, normalment cal centrar-se en la integració ordenada dels components i el llenguatge de disseny corresponent per garantir un disseny de xip llegible i utilitzable.L'ús d'FPGA permet la depuració de plaques, la simulació de codi i altres operacions de disseny relacionades per garantir que el codi actual s'escriu d'una manera i que la solució de disseny compleixi els requisits de disseny específics.A més d'això, s'han de prioritzar els algorismes de disseny per tal d'optimitzar el disseny del projecte i l'efectivitat del funcionament del xip.Com a dissenyador, el primer pas és construir un mòdul d'algorisme específic amb el qual està relacionat el codi del xip.Això es deu al fet que el codi predissenyat ajuda a garantir la fiabilitat de l'algorisme i optimitza significativament el disseny global del xip.Amb la depuració de placa completa i les proves de simulació, hauria de ser possible reduir el temps de cicle consumit en el disseny de tot el xip en origen i optimitzar l'estructura global del maquinari existent.Aquest nou model de disseny de producte s'utilitza sovint, per exemple, quan es desenvolupen interfícies de maquinari no estàndard.

El principal repte en el disseny d'FPGA és familiaritzar-se amb el sistema de maquinari i els seus recursos interns, per assegurar-se que el llenguatge de disseny permet la coordinació efectiva dels components i millorar la llegibilitat i la utilització del programa.Això també imposa grans exigències al dissenyador, que necessita adquirir experiència en múltiples projectes per satisfer els requisits.

 El disseny de l'algorisme s'ha de centrar en la raonabilitat per assegurar la finalització final del projecte, per proposar una solució al problema basada en la situació real del projecte i per millorar l'eficiència de l'operació de l'FPGA.Després de determinar l'algorisme hauria de ser raonable construir el mòdul, per facilitar el disseny del codi més tard.El codi predissenyat es pot utilitzar en el disseny de codi per millorar l'eficiència i la fiabilitat.A diferència dels ASIC, els FPGA tenen un cicle de desenvolupament més curt i es poden combinar amb requisits de disseny per canviar l'estructura del maquinari, cosa que pot ajudar les empreses a llançar nous productes ràpidament i a satisfer les necessitats de desenvolupament d'interfícies no estàndard quan els protocols de comunicació no estan madurs.