بررسی FPGA و كاربرد های آن

بررسی FPGA و كاربرد های آن

فهرست مطالب
مقدمه
ساختار كلي FPGA
مقايسه FPGA با MPGA
مراحل پياده سازي يك طرح بر روي F PGA
جايگزيني و سيم كشي اتصالات داخلي
انواع متفاوت معماري هاي F PGA
معيارهاي اساسي انتخاب واستفاده ازF PGA
تكنولوژي هاي مختلف برنامه ريزي
استفاده از S RAM
استفاده از Anti_Fuse
استفاده از تكنولوژي هاي گيت شناور( E EPROM, EPROM )
معماري بلوكهاي منطقي
اثر معماري بلوكهاي منطقي بر كارايي F PGA
معماري اتصالات قابل برنامه ريزي
تراشه هاي قابل بر نامه ريزيCPLD
مقايسه FPGA ها و CPLD ها
انواع PLD ها
مقايسه معماري CPLD ها و FPGA ها
مقايسه CPLD ها و FPGA از نظر اتصالات داخلي
بهره برداري از گيت هاي منطقي
تكنولوژي ساخت تراشه
زبان توصيف سخت افزاري AHDL
نمادها
اسامي در AHDL
گروهها
محدوده و زير محدوده گروهها
عبارات بولي
عملگرهاي منطقي
عملگرهاي حسابي
مقايسه گرها
حق تقدم در عملگرهاي بولي و مقايسه گرها
گيتهاي استاندارد(ساده)
بافر TRI
ماكروفانكشن ها
پورتها
نگاهي گذرا به VHDL
ويژگيهاي زبان VHDL
دستورات زبان VHDL
مراحل پياده‌سازي برنامه‌هاي VHDL در FPGA

مقدمه:
امروزه با پيشرفت در زمينه ساخت قطعات قابل برنامه ريزي در روشهاي طراحي سخت افزار تكنولوژي V LSIجايگزين SSI شده است.رشد سريع الكترونيك سبب شده است تا امكان طراحي با مدارهاي مجتمعي فراهم شود كه درآنها استفاده از قابليت مدار مجتمع با تراكم بالا و كاربرد خاص نسبت به ساير كاربردهاي ان اهميت بيشتري دارد. از اينرواخيرا مدارهاي مجتمع با كاربرد خاص( Integrated Circuit (Application Specific به عنوان راه حل مناسبي مورد توجه قرار گرفته است(ASIC) وروشهاي متنوعي در توليداين تراشه ها پديدآمده است.در يك جمع بندي كلي مزاياي طراحي به روش A SIC عبارت است از :

بررسی FPGA و كاربرد های آن
• كاهش ابعاد و حجم سيستم
• كاهش هزينه و افزايش قابليت اطمينان سيستم كه اين امر ناشي ازآن است كه بخش بزرگي از يك طرح به داخل تراشه منتقل ميشود وسبب كاهش زمان ، هزينه مونتاژ راه اندازي ونگهداري طرح مي شود و در نتيجه قابليت اطمينان بالا ميرود.
• كاهش مد ت زمان طراحي وساخت وعرضه به بازار
• كاهش توان مصرفي ,نويز واغتشاش
• حفاظت از طرح:سيستم هايي مه با استفاده از تراشه هاي استاندارد ساخته مي شوند به علت وجود اطلاعات كامل در مورد اين تراشه ها به راحتي از طريق مهندسي معكوس قابل شناسايي و مشابه سازي هستند.در عين حال امنيت طرح در تجارت از اهميت زيادي بر خوردار است و اكثر طراحان مايلند تا از اين بابت اطمينان حاصل كنند .
اولين تراشه قابل برنامه ريزي كه به بازار عرضه شد ، حافظه هاي فقط خواندني برنامه پذير PROM)) بود كه خطوط آدرس به عنوان ورودي وخطوط داده به عنوان خروجي اين تراشه ها تلقي مي شد. PROM شامل دسته اي از گيتهاي AND ثابت شده(غير قابل برنامه ريزي ) كه به صورت رمز گشا بسته شده اند و نيز يك ارايه O R قابل برنامه ريزي است.
از آنجايي كه PROM داراي قابليت هاي لازم براي پياده سازي مدارهاي منطقي نمي باشد، از اين تراشه ها بيشتر به عنوان حافظه هاي قابل برنامه ريزي استفاده مي شود.
اين قطعات داراي دو آرايه قابل برنامه ريزي AND,OR هستند .در سال 1920 Philips, ساختار PLA را به بازار عرضه كرد كه دواشكال ان هزينه گران ساخت ان وسرعت كم آن بود.
شركت Memories Monolitic براي پوشش دادن اشكالات PLA ساختار آرايه قابل برنامه ريزي منطقي PAL را به بازار عرضه كرد. PAL شامل يك آرايه AND قابل برنامه ريزي و يك OR تثبيت شده است.
PALهاي استاندارد،آرايشهاي متفاوتي دارند كه هر يك از

بررسی FPGA و كاربرد های آن

پسورد فایل: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر