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

تفسیر یک (میکرو تراشه  FPGA) مخفف Field-Programmable Gate Array 

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  ( افشین رشید)


نکته: FPGA مخفف Field-Programmable Gate Array است و می تواند به عنوان یک تراشه سخت افزاری تعریف شود که برای انجام عملیات منطقی استفاده می شود. آنها از یک شبکه یکپارچه یا مجموعه‌ای از بلوک‌های منطقی که روی یک تراشه قرار گرفته‌اند، تشکیل شده‌اند. که در آن مدارها دروازه های منطقی قابل برنامه ریزی هستند. 

FPGA ها از بلوک های منطقی قابل تنظیم جداگانه یا CLB تشکیل شده اند که از طریق اتصالات قابل برنامه ریزی به هم متصل می شوند. همانطور که از نام فن آوری نیمه هادی نشان داده شده است، مزایای FPGA به دلیل توانایی آنها برای برنامه ریزی در هنگام پیاده سازی در زمینه در مقابل انواع دیگر تراشه های نیمه هادی (مانند ASIC) که تا حد زیادی در طراحی و اجرای خود سفت و سخت هستند، شناخته شده است.

یک FPGA از آرایه ای از بلوک ها به نام بلوک های منطقی قابل برنامه ریزی تشکیل شده است، این بلوک ها توسط ماتریس اتصال قابل تنظیم به هم متصل می شوند. این بدان معنی است که هم رفتار منطقی و هم مسیریابی داخلی را می توان توسط طراح برنامه ریزی کرد و به دستگاه انعطاف پذیری آن را داد. تعداد بلوک های منطقی به اندازه FPGA (و عملکرد) آن بستگی دارد. هرچه FPGA بزرگتر باشد، بلوک های منطقی بیشتری می توانید استفاده کنید. بلوک های منطقی بیشتر به شما این امکان را می دهد که از "دروازه ها" بیشتر و در نتیجه عملکرد بیشتر استفاده کنید.بلوک های منطقی عناصر اساسی در یک FPGA هستند که قابلیت های تابع منطقی را فراهم می کنند. یک FPGA شامل بسیاری از بلوک های منطقی است که با هم می توانند هر پیاده سازی منطقی ممکن را انجام دهند. یک بلوک منطقی قابل تنظیم است و به طور کلی از یک فلیپ فلاپ همراه با یک گروه نگاه و یک مولپکسر تشکیل شده است.

بلوک های ورودی و خروجی در کنار هر پین ورودی یا خروجی فیزیکی قرار دارند. بلوک‌های IO به کاربر اجازه می‌دهند تا عملکرد هر پین را انتخاب کند: ورودی، خروجی یا سه حالته. و شامل برخی از بافرها و منطق است که وجود آنها در نزدیکی پین ورودی یا خروجی مفید است. در برخی موارد، کاربر می‌تواند نرخ حرکت سیگنال را برای عملکرد در حالت سریع یا آهسته کنترل کند.

پژوهشگر و نویسنده:  دکتر  (  افشین رشید)

دکترایِ  تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک