LFE5U-25F-6BG256C - Toplumlaýyn zynjyrlar, oturdylan, FPGAs (Meýdanyň programmirläp boljak derwezesi)

FPGAs

Giriş:
Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sanly zynjyr dizaýnynda ösen tehnologiýa hökmünde ýüze çykdy.Bu programmirläp bolýan integral zynjyrlar dizaýnerlere görlüp-eşidilmedik çeýeligi we özleşdirmek mümkinçiliklerini berýär.Bu makalada, olaryň gurluşyny, peýdalaryny we ulanylyşyny öwrenip, FPGA dünýäsine göz aýlaýarys.FPGA-laryň mümkinçiliklerine we potensialyna düşünmek bilen, olaryň sanly zynjyr dizaýn ulgamyna nähili öwrülişik edendiklerine düşünip bileris.

Gurluşy we işleýşi:
FPGA-lar programmirläp boljak logiki bloklardan, özara baglanyşyklardan we giriş / çykyş (I / O) bloklardan düzülen sanly zynjyrlardyr.Bu bloklar, dizaýneriň zynjyryň işini kesgitlemegine mümkinçilik berýän VHDL ýa-da Verilog ýaly apparat düşündiriş dili (HDL) ulanyp programmirläp bolýar.Logika bloklary, arifmetiki hasaplamalar ýa-da logika funksiýalary ýaly dürli amallary ýerine ýetirmek üçin logika blokynyň içindäki gözleg tablisasyny (LUT) programmirlemek arkaly düzülip bilner.Özara baglanyşyk, dürli logiki bloklary birleşdirýän, olaryň arasyndaky aragatnaşygy ýeňilleşdirýän ýollar hökmünde hereket edýär.I / O moduly daşarky enjamlaryň FPGA bilen täsirleşmegi üçin interfeýs üpjün edýär.Bu ýokary uýgunlaşdyrylan gurluş dizaýnerlere aňsat üýtgedilip ýa-da gaýtadan düzülip bilinjek çylşyrymly sanly zynjyrlary döretmäge mümkinçilik berýär.

FPGA-laryň artykmaçlyklary:
FPGA-laryň esasy artykmaçlygy olaryň çeýeligi.Belli bir funksiýalar üçin gaty işleýän amaly aýratyn integral zynjyrlardan (ASIC) tapawutlylykda, FPGA-lary zerur bolanda üýtgedip bolýar.Bu dizaýnerlere adaty ASIC döretmek çykdajylaryny sarp etmän zynjyrlary çalt prototip etmäge, synagdan geçirmäge we üýtgetmäge mümkinçilik berýär.FPGA-lar, şeýle hem çylşyrymly elektron ulgamlary üçin bazara wagt azaldyp, has gysga ösüş sikllerini hödürleýärler.Mundan başga-da, FPGA-lar tebigatda ýokary derejede paralel bolup, olary emeli intellekt, maglumatlary şifrlemek we real wagt signallary gaýtadan işlemek ýaly hasaplaýyş intensiw programmalary üçin amatly edýär.Mundan başga-da, FPGA-lar umumy maksatly prosessorlara garanyňda has köp energiýa tygşytlaýarlar, sebäbi gereksiz energiýa sarp edilişini azaldyp, islenýän işe takyk düzülip bilner.

Dürli pudaklarda amaly programmalar:
Köpugurlylygy sebäpli FPGA-lar dürli pudaklarda ulanylýar.Telekommunikasiýa ulgamynda FPGA-lar ýokary tizlikli maglumatlary gaýtadan işlemek, maglumat howpsuzlygyny ýokarlandyrmak we programma üpjünçiligi bilen kesgitlenen ulgamy goldamak üçin esasy stansiýalarda we tor marşrutizatorlarynda ulanylýar.Awtoulag ulgamlarynda, FPGA-lar çaknyşykdan gaça durmak we adaptasiýa kruiz dolandyryşy ýaly ösen sürüjilere kömek aýratynlyklaryny üpjün edýär.Şeýle hem olar hakyky wagtda şekilleri gaýtadan işlemekde, diagnostika we lukmançylyk enjamlarynda näsaglara gözegçilik etmekde ulanylýar.Mundan başga-da, FPGA-lar howa we goranyş amaly, radar ulgamlary, awiasiýa we ygtybarly aragatnaşyk üçin aýrylmazdyr.Onuň uýgunlaşmagy we ajaýyp öndürijilik aýratynlyklary FPGA-ny dürli ugurlarda öňdebaryjy tehnologiýanyň möhüm bölegi edýär.

Kynçylyklar we geljekki ugurlar:
FPGA-laryň köp artykmaçlygy bar bolsa-da, öz kynçylyklaryny hem hödürleýärler.FPGA dizaýn prosesi çylşyrymly bolup, apparat düşündiriş dillerinde we FPGA arhitekturasynda tejribe we tejribe talap edýär.Mundan başga-da, FPGA-lar şol bir işi ýerine ýetirenlerinde ASIC-den has köp güýç sarp edýärler.Şeýle-de bolsa, dowam edýän gözlegler we ösüş bu kynçylyklary çözýär.FPGA dizaýnyny ýönekeýleşdirmek we energiýa sarp edilişini azaltmak üçin täze gurallar we usulyýetler işlenip düzülýär.Tehnologiýa ösmegi bilen, FPGA-laryň has güýçli, has tygşytly we has giň dizaýnerler üçin elýeterli bolmagyna garaşylýar.

Netijede:
“Field Programmable Gate” massiwleri sanly zynjyr dizaýnynyň ugruny üýtgetdi.Olaryň çeýeligi, üýtgedip gurulmagy we köp taraplylygy olary dürli pudaklarda aýrylmaz edýär.Telekommunikasiýalardan awtoulag we howa giňişligine çenli FPGA-lar ösen işlemäge we ýokary öndürijilige mümkinçilik berýär.Kynçylyklara garamazdan, dowamly ösüş olary ýeňip geçmegi we bu ajaýyp enjamlaryň mümkinçiliklerini we ulanylyşyny has-da ýokarlandyrmagy wada berýär.Çylşyrymly we adaty elektron ulgamlara bolan islegiň artmagy bilen, FPGA-lar sanly zynjyr dizaýnynyň geljegini emele getirmekde şübhesiz möhüm rol oýnar.