بخش مدار های ASIC/FPGA _ بلوک های منطقی قابل برنامه ریزی
آشنایی بیشتر با FPGA یا Gate Array در معماری (میکروکنترلر ها)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: FPGA یا Array Programmable Gate Array یک تراشه قابل برنامه ریزی است که حتی پس از برنامه ریزی می تواند در زمینه برنامه ریزی مجدد شود. این تراشه است که پیکربندی داخلی آن با کدی تنظیم می شود که توسط طراح FPGA تعیین می شود. FPGA عنصری از قابلیت استفاده مجدد و همچنین انعطاف پذیری را فراهم می کند ، که در مورد ASIC ها وجود ندارد که عمدتا تراشه های دائمی هستند و پس از تولید نمی توانند برنامه ریزی شوند.
FPGA مانند بوم سفید است ، می تواند هر عملکرد دیجیتالی را که تصور کنید انجام دهد ، از قابلیت انعطاف پذیری و انعطاف پذیری برخوردار است که در هیچ جای دیگری وجود ندارد.با روشن شدن ، FPGA کد خود را از یک حافظه خارجی بارگیری می کند و سپس براساس عملکرد جدید شروع به رفتار می کند. FPGA مبتنی بر SRAM است. بنابراین ، هر بار کد باید بارگیری شود. FPGA امروزه در طیف وسیعی از برنامه ها استفاده می شود. FPGA را می توان در برنامه های زیر یافت: مرکز داده ، محاسبات با کارایی بالا ، محصولات صنعتی ، پزشکی ، ابزار اندازه گیری ، پردازش ویدئو و تصویر ، ارتباطات سیمی ، ارتباطات بی سیم ، هوا فضا و دفاع ، نمونه سازی ASIC ، خودرو و سایر موارد میکروکنترلر ها را شامل میشود.
FPGA از مجموعه ای از بلوک ها به نام بلوک های منطقی قابل برنامه ریزی تشکیل شده است ، این بلوک ها توسط ماتریس اتصال قابل تنظیم قابل اتصال هستند. این بدان معنی است که هم رفتار منطقی و هم مسیریابی داخلی می تواند توسط طراح برنامه ریزی شود و به این وسیله انعطاف پذیری لازم را به دستگاه می دهد.ساختار و معماری Gate Array یا FPGA Field Programableable Field یک مدار مجتمع است که می تواند میلیون ها دروازه منطقی را در خود داشته باشد که می توانند برای انجام یک کار خاص پیکربندی شوند.
ساختار میکروکنترلر قابل مقایسه با یک کامپیوتر ساده است که در یک تراشه قرار داده شده است و تمام اجزای لازم مانند حافظه و تایمرهای تعبیه شده در داخل را دارد. برای انجام برخی کارهای ساده برای سخت افزارهای دیگر برنامه ریزی شده است. ماهیت اساسی FPGA این امکان را می دهد تا انعطاف پذیر تر از بسیاری از میکروکنترلر ها باشد. اصطلاح قابل برنامه ریزی از قبل به شما می گوید که کل دستگاه FPGA را می توان برای انجام هر کار منطقی که می تواند در تعداد دروازه های موجود در آن تنظیم شود ، دوباره برنامه ریزی کرد. انعطاف پذیری FPGA به دلیل قیمت آنها در مقایسه با میکروکنترلرهای معمولی ، انرژی بیشتری را مصرف می کند ، و این باعث می شود آنها برای برنامه هایی که تخلیه برق مشکل دارد ، نامناسب باشند. ایجاد یک عملکرد FPGA در یک نقش خاص نیز در مقایسه با میکروکنترلرها بسیار طولانی تر طول می کشد ، زیرا شما مجبور هستید که همه کدها را از ابتدا بنویسید و آن را به زبان دستگاه تبدیل کنید. با استفاده از میکروکنترلر ها ، می توانید بسته هایی را که به سمت یک کار خاص در نظر گرفته شده اند خریداری کنید و فقط آنها را با مشخصات دقیق خود نسبتاً عجیب برنامه ریزی کنید.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک