بخش مدار های ASIC/FPGA _ بلوک های منطقی قابل برنامه ریزی

مدارهای مجتمع FPGA آشنایی با ساختمان داخلی

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  ( افشین رشید)


نکته: آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی میدانی (FPGA) که از شبکه ای از بلوک های منطقی قابل تنظیم به نام (CLB) همراه با اتصالات قابل برنامه ریزی ساخته شده اند، دستگاه های نیمه هادی هستند. پس از ساخت، FPGA ها را می توان مجددا برنامه ریزی کرد تا نیازهای کاربردی یا کاربردی خاص را برآورده کند.

این ویژگی مدارهای مجتمع FPGA را از مدارهای مجتمع خاص برنامه (ASIC) متمایز می کند. دومی به صراحت برای یک هدف معین ساخته شده است که بعداً نمی توان آن را تغییر داد. اگرچه مدارهای مجتمع FPGA های قابل برنامه ریزی یک بار (OTP) یک گزینه خوب در حافظه هستند، مدل های مبتنی بر حافظه تصادفی استاتیک (SRAM) رایج ترین هستند و امکان برنامه ریزی مجدد را با تغییر طراحی فراهم می کنند.پدهای ورودی/خروجی، اتصال قابل برنامه ریزی مجدد و بلوک های منطقی قابل برنامه ریزی یک آرایه گیت قابل برنامه ریزی میدانی را تشکیل می دهند. فلیپ فلاپ ها یا بلوک های حافظه ممکن است به عنوان اجزای حافظه در بلوک های منطقی یک آرایه گیت قابل برنامه ریزی میدانی استفاده شوند. بلوک های منطقی می توانند عملیات محاسباتی ساده تا پیچیده را انجام دهند.



آرایه های گیت قابل برنامه ریزی در میدان و تراشه های حافظه فقط خواندنی قابل برنامه ریزی شباهت های زیادی دارند. یک FPGA می‌تواند چندین هزار گیت را در خود جای دهد، برخلاف تراشه‌ های حافظه قابل برنامه‌ ریزی فقط خواندنی، که به چند صد عدد محدود می‌ شوند. آرایه‌های گیت قابل برنامه‌ ریزی میدانی، بر خلاف ASIC‌ها که برای کارهای تخصصی ساخته شده‌ اند، قابل برنامه‌ ریزی مجدد هستند.کاربران مدارهای مجتمع FPGA می‌ توانند قابلیت‌ های ریزپردازنده‌ ها را با استفاده از یک آرایه گیت قابل برنامه‌ ریزی میدانی، متناسب با نیازهای فردی خاص سفارشی کنند. مهندسان از FPGA برای ایجاد مدارهای مجتمع تخصصی استفاده می کنند. عدم وجود قابلیت های ویفر، چرخه زندگی آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی میدانی را قابل پیش بینی تر می کند.


موارد استفاده ازمدارهای مجتمع FPGA
مزایای جایگزین شامل ریسپین‌های بالقوه، زمان سریع‌ تر بازار نسبت به راه‌حل‌های دیگر، و چرخه طراحی ساده است. FPGA ها در بسیاری از صنایع و بازارها از جمله ارتباطات بی سیم، مراکز داده، خودروسازی، پزشکی و هوافضا استفاده می شوند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک