XCVU9P-2FLGA2104I – Geïntegreerde schakelingen, ingebed, FPGA's (Field Programmable Gate Array)

Werkingsprincipe:
FPGA's gebruiken een concept als de Logic Cell Array (LCA), dat intern uit drie delen bestaat: het Configurable Logic Block (CLB), het Input Output Block (IOB) en de Internal Interconnect.Field Programmable Gate Arrays (FPGA's) zijn programmeerbare apparaten met een andere architectuur dan traditionele logische circuits en poortarrays zoals PAL-, GAL- en CPLD-apparaten.De logica van de FPGA wordt geïmplementeerd door de interne statische geheugencellen te laden met geprogrammeerde gegevens, de waarden die in de geheugencellen zijn opgeslagen bepalen de logische functie van de logische cellen en de manier waarop de modules met elkaar of met de I/ O.De waarden opgeslagen in de geheugencellen bepalen de logische functie van de logische cellen en de manier waarop de modules met elkaar of met de I/O’s zijn gekoppeld, en uiteindelijk de functies die in de FPGA kunnen worden geïmplementeerd, waardoor onbeperkt programmeren mogelijk is .

Chipontwerp:
Vergeleken met andere typen chipontwerpen is bij FPGA-chips doorgaans een hogere drempel en een strengere basisontwerpstroom vereist.In het bijzonder moet het ontwerp nauw verbonden zijn met het FPGA-schema, wat een grotere schaal van speciaal chipontwerp mogelijk maakt.Door Matlab en speciale ontwerpalgoritmen in C te gebruiken, zou het mogelijk moeten zijn om een ​​soepele transformatie in alle richtingen te bewerkstelligen en zo te garanderen dat deze in lijn is met het huidige mainstream chipontwerpdenken.Als dit het geval is, is het meestal nodig om te focussen op de ordelijke integratie van componenten en de bijbehorende ontwerptaal om een ​​bruikbaar en leesbaar chipontwerp te garanderen.Het gebruik van FPGA's maakt board-debugging, codesimulatie en andere gerelateerde ontwerpbewerkingen mogelijk om ervoor te zorgen dat de huidige code op een bepaalde manier wordt geschreven en dat de ontwerpoplossing voldoet aan de specifieke ontwerpvereisten.Daarnaast moeten de ontwerpalgoritmen prioriteit krijgen om het projectontwerp en de effectiviteit van de chipoperatie te optimaliseren.Als ontwerper is de eerste stap het bouwen van een specifieke algoritmemodule waaraan de chipcode gerelateerd is.Dit komt omdat vooraf ontworpen code de betrouwbaarheid van het algoritme helpt garanderen en het algehele chipontwerp aanzienlijk optimaliseert.Met full-board debugging en simulatietests zou het mogelijk moeten zijn om de cyclustijd die nodig is voor het ontwerpen van de gehele chip bij de bron te verkorten en de algehele structuur van de bestaande hardware te optimaliseren.Dit nieuwe productontwerpmodel wordt bijvoorbeeld vaak gebruikt bij het ontwikkelen van niet-standaard hardware-interfaces.

De belangrijkste uitdaging bij FPGA-ontwerp is om vertrouwd te raken met het hardwaresysteem en de interne bronnen ervan, om ervoor te zorgen dat de ontwerptaal de effectieve coördinatie van componenten mogelijk maakt en om de leesbaarheid en het gebruik van het programma te verbeteren.Dit stelt ook hoge eisen aan de ontwerper, die in meerdere projecten ervaring moet opdoen om aan de eisen te voldoen.

 Het algoritmeontwerp moet zich richten op redelijkheid om de uiteindelijke voltooiing van het project te garanderen, om een ​​oplossing voor het probleem voor te stellen op basis van de feitelijke situatie van het project, en om de efficiëntie van de FPGA-operatie te verbeteren.Na het bepalen van het algoritme moet het redelijk zijn om de module te bouwen, om het codeontwerp later te vergemakkelijken.Vooraf ontworpen code kan worden gebruikt bij het ontwerpen van code om de efficiëntie en betrouwbaarheid te verbeteren.In tegenstelling tot ASIC's hebben FPGA's een kortere ontwikkelingscyclus en kunnen ze worden gecombineerd met ontwerpvereisten om de structuur van de hardware te veranderen, wat bedrijven kan helpen snel nieuwe producten te lanceren en te voldoen aan de behoeften van niet-standaard interface-ontwikkeling wanneer communicatieprotocollen nog niet volwassen zijn.