FPGA

Из Википедије, слободне енциклопедије
Altera Stratix IV GX FPGA
Primer Xilinx Spartan 6 FPGA програмибилно/евалуационог кола

FPGA (енгл. Field-Programmable Gate Array) представља интегрисано коло пројектовано тако да се његова унутрашња структура може конфигурисати од стране крајњег корисника. Дефинисање унутрашње структуре FPGA компоненте се врши уз помоћ HDL (енгл. Hardware Description Language) језика или шематских дијаграма. Употреба FPGA компоненти је вишеструка, а основна је да се може користити за имплементацију било које логичке функције.

Архитектура и начин коришћења FPGA компоненте[уреди]

Свака FPGA компонента се састоји од великог броја идентичних логичких блокова (ћелија), реконфигурабилних веза које омогућавају блоковима да буду међусобно повезани и улазно/излазног блока. Сваки логички блок се састоји од логичких ћелија. Стандардна логичка ћелија се састоји од четири енгл. Look-Up Table, потпуног сабирача и D флип-флопа. Свака логичка ћелија има два могућа мода рада, нормалан и аритметички. Поред ових основних компонената модернији ФПГА чипови имају РАМ/ФИФО меморију, ДСП блокове који убрзавају компликоване алгоритме, као што је брза фуријеова трансформација, поред тога поседују и менаџере сигнала такта, који омогућавају да сигнал тата долази до удаљених делова чипа са што мање кашњења,

Пројектовање од стране корисника се своди на спецификацију функције за сваког логичког блок појединачно и селекцију затварања прекидача у матрици међусобних веза. Низ логичких блокова и њихових међусобних веза формирају градивне блокове за креирање сложенијих дигиталних система.

Могућност конфигурисања FPGA компоненти омогућава кориснику пројектовање сложених дигиталних система ослобођено високих трошкова развоја који су неминовни када се користе АСИЦ компоненте. У зависности од врсте FPGA компоненте, конфигурациони фајл се трајно или краткотрајно спушта у компоненту или се учитава из спољашње меморије сваки пут када се активира напајање компоненте.

Дефинисање свих веза и функција логичких капија представља тежак и сложен задатак. На срећу, овај задатак је олакшан посебних софтвером који преводи шематски дијаграм кориника или програм написан у HDL језику у скуп међусобно повезаних логичких блокова, а затим врши њихово распоређивање и повезивање по FPGA чипу. Већина софтверских алата има ту предност да дозвољавају кориснику управљање имплементацијом, распоређивањем и повезивањем како би се обезбедиле боље перформансе и искоришћеност FPGA компоненте. Библиотеке комплекснијих функција макроа (на пример сабирача) додатно поједностављују сам процес пројектовања омогућујући коришћење оптимизованих кола у погледу брзине и логичких ресурса за имплементацију често коришћених функција.

Произвођачи FPGA компоненти[уреди]

Тренутно главне произвођаче FPGA компоненти на тржишту чине компаније Xilinx и Altera. Заједно контролишу преко 80% тржишта, а сам Xilinx преко 50% читавог тржишта.

Компаније које такође производе FPGA компоненте су: Lattice Semiconductor, Actel, Atmel, SiliconBlue Technologies, QuickLogic i Achronix.

У марту 2010. године две компаније, Tier Logic i Tabula, су објавиле своје нове FPGA технологије.

Спољашње везе[уреди]