XCVU9P-2FLGA2104I – Mga Integrated Circuit, Naka-embed, Mga FPGA (Field Programmable Gate Array)

Prinsipyo ng operasyon:
Gumagamit ang mga FPGA ng konsepto tulad ng Logic Cell Array (LCA), na panloob na binubuo ng tatlong bahagi: ang Configurable Logic Block (CLB), ang Input Output Block (IOB) at ang Internal Interconnect.Ang Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) ay mga programmable device na may ibang arkitektura kaysa sa tradisyonal na logic circuit at gate arrays gaya ng PAL, GAL at CPLD device.Ang lohika ng FPGA ay ipinapatupad sa pamamagitan ng paglo-load ng mga panloob na static na memory cell na may naka-program na data, ang mga halagang nakaimbak sa mga cell ng memorya ay tumutukoy sa logic function ng mga logic cell at ang paraan kung saan ang mga module ay konektado sa isa't isa o sa I/ O.Tinutukoy ng mga value na nakaimbak sa mga memory cell ang logical function ng logic cells at ang paraan kung saan ang mga module ay naka-link sa isa't isa o sa I/Os, at sa huli ang mga function na maaaring ipatupad sa FPGA, na nagbibigay-daan sa walang limitasyong programming .

Disenyo ng chip:
Kung ikukumpara sa iba pang mga uri ng disenyo ng chip, ang isang mas mataas na threshold at isang mas mahigpit na pangunahing daloy ng disenyo ay karaniwang kinakailangan tungkol sa FPGA chips.Sa partikular, ang disenyo ay dapat na malapit na nakaugnay sa FPGA schematic, na nagbibigay-daan para sa isang mas malaking sukat ng espesyal na disenyo ng chip.Sa pamamagitan ng paggamit ng Matlab at mga espesyal na algorithm ng disenyo sa C, dapat na posible na makamit ang isang maayos na pagbabago sa lahat ng direksyon at sa gayon ay matiyak na ito ay naaayon sa kasalukuyang mainstream na pag-iisip ng disenyo ng chip.Kung ito ang kaso, kadalasan ay kinakailangan na tumuon sa maayos na pagsasama ng mga bahagi at ang kaukulang wika ng disenyo upang matiyak ang isang magagamit at nababasang disenyo ng chip.Ang paggamit ng mga FPGA ay nagbibigay-daan sa pag-debug ng board, simulation ng code at iba pang kaugnay na mga pagpapatakbo ng disenyo upang matiyak na ang kasalukuyang code ay nakasulat sa isang paraan at na ang solusyon sa disenyo ay nakakatugon sa mga partikular na kinakailangan sa disenyo.Bilang karagdagan dito, dapat na unahin ang mga algorithm ng disenyo upang ma-optimize ang disenyo ng proyekto at ang pagiging epektibo ng operasyon ng chip.Bilang isang taga-disenyo, ang unang hakbang ay ang pagbuo ng isang partikular na module ng algorithm kung saan nauugnay ang chip code.Ito ay dahil nakakatulong ang pre-designed na code upang matiyak ang pagiging maaasahan ng algorithm at makabuluhang ino-optimize ang pangkalahatang disenyo ng chip.Sa buong board debugging at simulation testing, dapat ay posible na bawasan ang cycle time na natupok sa pagdidisenyo ng buong chip sa pinagmulan at upang ma-optimize ang pangkalahatang istraktura ng umiiral na hardware.Ang bagong modelo ng disenyo ng produkto ay kadalasang ginagamit, halimbawa, kapag bumubuo ng mga hindi karaniwang interface ng hardware.

Ang pangunahing hamon sa disenyo ng FPGA ay ang maging pamilyar sa sistema ng hardware at mga panloob na mapagkukunan nito, upang matiyak na ang wika ng disenyo ay nagbibigay-daan sa epektibong koordinasyon ng mga bahagi at upang mapabuti ang pagiging madaling mabasa at magamit ng programa.Naglalagay din ito ng mataas na pangangailangan sa taga-disenyo, na kailangang makakuha ng karanasan sa maraming proyekto upang matugunan ang mga kinakailangan.

 Ang disenyo ng algorithm ay kailangang tumuon sa pagiging makatwiran upang matiyak ang pangwakas na pagkumpleto ng proyekto, upang magmungkahi ng solusyon sa problema batay sa aktwal na sitwasyon ng proyekto, at upang mapabuti ang kahusayan ng operasyon ng FPGA.Pagkatapos matukoy ang algorithm ay dapat na makatwiran upang bumuo ng module, upang mapadali ang disenyo ng code sa ibang pagkakataon.Maaaring gamitin ang pre-designed na code sa disenyo ng code upang mapabuti ang kahusayan at pagiging maaasahan.Hindi tulad ng mga ASIC, ang mga FPGA ay may mas maikling yugto ng pag-unlad at maaaring isama sa mga kinakailangan sa disenyo upang mabago ang istruktura ng hardware, na makakatulong sa mga kumpanya na mabilis na maglunsad ng mga bagong produkto at matugunan ang mga pangangailangan ng hindi karaniwang pagbuo ng interface kapag ang mga protocol ng komunikasyon ay hindi pa hinog.