Uživatel:Divisji2

Z HPM wiki
Přejít na: navigace, hledání

Jiří Diviš

FPGA

Úvod

Field-Programmable Gate Array nebo-li FPGA je polovodičové programovací zařízení, které je díky své univerzálnosti schopné se adaptovat na nové standardy a technologie. Na FPGA je možné implementovat jakékoli logické funkce a umožňuje naprogramování a sestavení libovolné aplikace. Dnešní FPGA se skládají z různých kombinací konfigurovatelných pevně zasazených SRAM (Static Random Access Memory), vysokorychlostních transceiverů a logických bloků. FPGA obsahují programovatelné logické komponenty zvané logické elementy (LE)a hierarchii rekonfigurovatelných propojení, které umožňují LE být fyzicky zapojen do obvodu. Tyto LE je možné naprogramovat pro výkon komplexních kombinačních funkcí nebo jednoduchých logických operací jako je AND či XOR. Ve většině FGPA jsou také paměťové elementy, které je možné využít jako klopné obvody nebo je poskládat do komplexnějšího pamťového bloku.

Základní popis

Programovací pole založené na dvou nebo jedno-portových SRAM distrbují programovacími 10ti ns synchroními nebo asynchroními statickými paměťmi. Skládají se ze 64 bolků (rozložených do čtverce 8x8), disponují Cache logikou s možností částečné nebo celkové rekonfigurace bez ztráty dat. Rozpětí velikostí se pohybuje od 5000 do 50 000 použitelných bran při počtu I/O (Input/Output) od 128 do 384 ve standartním průmyslové provedení. Je možné je použít jako koprocesor pro vysokorychlostní aplikace implementováním různých kalkulací aritmetických funkcí. To zahrnuje FIR filtry (Finite Impulse Response), FFT (Fast Fourier Transform), konvoluce a DCT (Discrete-Cosine Transform), které jsou vyžadovany při video kompresi a dekompresi, enkrypci a další multimedální aplikace. Čtvercové pole 8x8 jednotlivých buněk je v přímém horizontálním, vertikálním a diagonálním cell-to-cell zapojení, což zajišťuje vysokou rychlost sady násobičů bez nutnosti použití žádných externích BUS zdrojů. Schopnosti Cashe umožňují implementaci velkého množství koeficientů a proměnných na malou plochu, což je velký pokrok v systémové rychlosti za nízkou cenu. Tyto Cashe jsou velmi adaptivní pro stavbu logických systémů. Při nutnosti přidání nových funkcí je možné je nahrát do stávající Cashe bez ztráty dat, které už jsou v Cashe uložené. Díky tomu je možné je využít jako rekonfigurovatelný koprocesor. Při použití FPGA je možné implementovat uživatelem nadefinovaná a následné automaticky vygenerovaná makra bez omezení rychlosti nebo funkčnosti výsledného zařízení. Tyto makra pak zajistí nejrychlejší a nejefektivnější návrh aplikace.

Symetrická sada buněk

Srdcem architektury FPGA je sada identických buněk, která je souvislá od jednoho konce ke druhému kromě BUS opakovačů, které jsou umístěny vždy po čtyřech buňákch. V každém křížení jednotlivých opakovačů je umístěna RAM, ke které vede přístup ze sousedních BUSů. Tyto RAM mouhou být konfigurované buď jako dvou nebo jedno-portové paměti se synchronní nebo asynchronní činností.

FPGAarray.jpg



http://www.atmel.com/dyn/products/product_docs.asp?category_id=172&family_id=623&subfamily_id=710&part_id=2058

http://www.altera.com/products/fpga.html

http://www.actel.com/techdocs/default.aspx

http://www.invea.cz/fpga-reseni

http://amber.feld.cvut.cz/fpga/prednasky/FPGA_navrh/fpga_navrh.html

Osobní nástroje
Jmenné prostory
Varianty
Akce
Navigace
Nástroje