Електронска компонента на интегрирано коло IC чип XC5VLX110-1FFG1153C FPGA Virtex-5

Атрибути на производот

Пријавете грешка со информации за производот

Прикажи слично

Документи и медиуми

Класификации за животна средина и извоз

Низа од порти што се програмира на терен

Аниза од порти што може да се програмира на терен(FPGA) еИнтегрирано колодизајниран да биде конфигуриран од клиент или дизајнер по производството - оттука и терминоттеренски се програмира.Конфигурацијата FPGA генерално се одредува со користење на aјазик за опис на хардверот(HDL), слично на она што се користи за анинтегрално коло специфично за примена(ASIC).Дијаграми на колапретходно беа користени за одредување на конфигурацијата, но ова е сè поретко поради доаѓањето наелектронска автоматизација на дизајноталатки.

FPGA содржи низа одпрограмабилна логички блокови, и хиерархија на реконфигурабилни меѓусебни врски што дозволуваат блоковите да се поврзуваат заедно.Логичките блокови може да се конфигурираат да вршат сложеникомбинирани функции, или дејствувајте едноставнологички портидопаѓаИиXOR.Во повеќето FPGA, логичките блокови исто така вклучуваатмемориски елементи, што може да биде едноставноапостолкиили поцелосни блокови на меморија.^[1]Многу FPGA може да се репрограмираат за да имплементираат различнилогички функции, овозможувајќи флексибилнипресметување што може да се конфигуриракако што се изведува воКомпјутерски софтвер.

FPGA имаат извонредна улога вовграден системразвој поради нивната способност да започнат развој на системски софтвер истовремено со хардвер, да овозможат симулации на перформансите на системот во многу рана фаза од развојот и да дозволат различни системски тестирања и повторувања на дизајнот пред да се финализира системската архитектура.^[2]

Историја[Уредување]

Индустријата FPGA изникна одпрограмабилна меморија само за читање(МАТУРСКА) ипрограмабилни логички уреди(PLDs).И двете PROM и PLD имаа можност да се програмираат во серии во фабрика или на терен (програмирачки на терен).^[3]

Алтерае основана во 1983 година и го испорача првиот репрограмабилен логички уред во индустријата во 1984 година - EP300 - кој имаше кварцен прозорец во пакетот што им овозможуваше на корисниците да засветат ултравиолетова ламба на матрицата за да го избришатЕПРОМќелии што ја држеле конфигурацијата на уредот.^[4]

Ксилинксго произведе првиот комерцијално остварлив теренски програмабиленниза на портиво 1985 година^[3]- XC2064.^[5]XC2064 имаше програмабилни порти и програмабилни интерконекции помеѓу портите, почетоци на нова технологија и пазар.^[6]XC2064 имаше 64 конфигурабилни логички блокови (CLB), со два влеза со тритабели за пребарување(LUTs).^[7]

Во 1987 година, наПоморски центар за војување на површинатафинансираше експеримент предложен од Стив Каселман за развој на компјутер кој ќе имплементира 600.000 репрограмирачки порти.Каселман беше успешен и патент поврзан со системот беше издаден во 1992 година.^[3]

Altera и Xilinx продолжија без предизвик и брзо пораснаа од 1985 година до средината на 1990-тите кога се појавија конкурентите, еродирајќи значителен дел од нивниот удел на пазарот.До 1993 година, Актел (сегаМикросеми) опслужуваше околу 18 проценти од пазарот.^[6]

1990-тите беа период на брз раст за FPGA, и во софистицираноста на кола и во обемот на производство.Во раните 1990-ти, FPGA првенствено се користеа вотелекомуникациитеивмрежување.До крајот на деценијата, FPGA се најдоа во потрошувачките, автомобилските и индустриските апликации.^[8]

До 2013 година, Altera (31 проценти), Actel (10 проценти) и Xilinx (36 проценти) заедно претставуваа приближно 77 проценти од пазарот на FPGA.^[9]

Компаниите како Мајкрософт почнаа да користат FPGA за да ги забрзаат системи со високи перформанси, пресметковно интензивни (какоцентри за податоцикои работат на нивнитеBing пребарувач), се должи наперформанси по ватипредност FPGA испорачуваат.^[10]Мајкрософт почна да користи FPGA за дазабрзаатБинг во 2014 година и во 2018 година започна со распоредување на FPGA низ други оптоварувања на центри за податоци за нивнитеАзур облак компјутериплатформа.^[11]

Следниве временски рокови укажуваат на напредок во различни аспекти на дизајнот на FPGA:

Гејтс

• 1987: 9.000 порти, Ксилинкс^[6]
• 1992: 600.000, Оддел за поморска површинска војна^[3]
• Почетокот на 2000-тите: милиони^[8]
• 2013: 50 милиони, Ксилинкс^[12]

Големина на пазарот

• 1985: Прва комерцијална FPGA: Xilinx XC2064^[5][6]
• 1987 година: 14 милиони долари^[6]
• в.1993: >385 милиони долари^{[6][неуспешна верификација]}
• 2005: 1,9 милијарди долари^[13]
• Проценки за 2010 година: 2,75 милијарди долари^[13]
• 2013: 5,4 милијарди долари^[14]
• Проценка за 2020 година: 9,8 милијарди долари^[14]

Дизајнот започнува

Апочеток на дизајноте нов сопствен дизајн за имплементација на FPGA.

• 2005: 80.000^[15]
• 2008: 90.000^[16]

Дизајн[Уредување]

Современите FPGA имаат големи ресурси налогички портии RAM блокови за имплементација на сложени дигитални пресметки.Бидејќи дизајните на FPGA користат многу брзи стапки на В/И и двонасочни податоциАвтобуси, станува предизвик да се потврди точното време на валидни податоци во времето на поставување и времето на задржување.

Планирање на подотовозможува распределба на ресурси во рамките на FPGA да се исполнат овие временски ограничувања.FPGAs може да се користат за имплементација на која било логичка функција што анASICможе да изврши.Способност за ажурирање на функционалноста по испораката,делумна реконфигурацијана дел од дизајнот^[17]и ниските неповторливи инженерски трошоци во однос на дизајнот ASIC (и покрај генерално повисоките единечни трошоци), нудат предности за многу апликации.^[1]

Некои FPGA имаат аналогни функции покрај дигиталните функции.Најчестата аналогна карактеристика е програмабилнастапка на убиствана секоја излезна игла, дозволувајќи му на инженерот да постави ниски стапки на лесно оптоварени пинови што инаку бипрстенилидвојканеприфатливо, и да се постават повисоки стапки на силно оптоварени пинови на канали со голема брзина кои инаку би работеле премногу бавно.^[18][19]Исто така чести се кварц-кристални осцилатори, осцилатори на отпорност на капацитивност на чипот ифазно заклучени јамкисо вградениосцилатори контролирани од напонсе користи за генерирање и управување со часовникот, како и за брзински серијализатор-десеријализатор (SERDES) за пренос на часовници и за обновување на часовникот на приемникот.Прилично чести се диференцијалнитекомпараторина влезните пинови дизајнирани да се поврзатдиференцијална сигнализацијаканали.Неколку "мешан сигналFPGA“ имаат интегриран периферен уреданалогно-дигитални конвертори(ADCs) идигитално-аналогни конвертори(DAC) со блокови за уредување на аналогни сигнали што им овозможуваат да работат како асистем-на-чип(SoC).^[20]Таквите уреди ја заматуваат линијата помеѓу FPGA, кој носи дигитални и нули на неговата внатрешна програмабилна ткаенина за интерконекција, ианалогна низа што може да се програмира на терен(FPAA), кој носи аналогни вредности на неговата внатрешна програмабилна ткаенина за интерконекција.