Elektronika.lt
 2023 m. rugsėjo 23 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 - Elektronikos komponentai
 - Elektronikos technologija
 - Parametrų apskaičiavimai
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvairi teorija
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Rugsėjo 23 d. 10:29
Kokiu laikotarpiu galima tikėtis kibernetinių atakų aktyvumo?
Rugsėjo 22 d. 20:16
Pamiršote „Google“ paskyros slaptažodį? Paaiškino, kaip greitai atkurti užblokuotą paskyrą
Rugsėjo 22 d. 18:15
E. Musko bendrovė imasi bandymų su smegenų implantais žmonėms
Rugsėjo 22 d. 16:13
„AOC Gaming CQ27G2S/BK“: kur 1500R išlinkis sutinka geriausias savybes žaidimams
Rugsėjo 22 d. 14:40
VU mokslininkų tyrimas: nuotolinis darbas daugiausia streso kelia švietimo sektoriaus darbuotojams
Rugsėjo 22 d. 12:01
Pristatomas „Microsoft Copilot“ – kasdienis dirbtiniu intelektu grįstas kompanionas
Rugsėjo 22 d. 10:15
Dar vienas smūgis soc. tinklams – „TikTok“ gavo 345 mln. Eur baudą, kas laukia kitų?
Rugsėjo 22 d. 08:15
Vairavimo asistentai čia ne pirmoje vietoje: kaip technologijos keičia tikruosius visureigius?
Rugsėjo 21 d. 20:23
Žmonėms su klausos negalia – galimybė patogiau ir savarankiškiau pasikonsultuoti dėl namų elektronikos prekių
Rugsėjo 21 d. 18:43
Pristatome „Garmin išmanųjį“ laikrodį „vívoactive 5 GPS“
FS 22 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS 22 Maps, FS22 Mods
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
FS22 Tractors
Farming Simulator 22 Mods, FS22 Maps, FS22 Trucks
VAT calculator
VAT number check, What is VAT, How much is VAT
FS22 Mapy
Farming Simulator 19 mody, FS22 Tractor, FS22 Mods
Lastenvaunut
Turvaistuin, Matkarattaat, Lasten vaatteet
Paskola internetu
Vartojimo paskola, paskola automobiliui, paskola būsto remontui
Thermal monocular
Thermal vision camera,
Night vision ar scope,
Night vision spotting scope
FS22 Mods
FS22 Harvesters, FS22 Tractors Mods, FS22 Maps Mods
Tėvystės gidai
2 mėnesių kūdikis,
6 mėnesių kūdikis,
8 mėnesių kūdikis
Dantų protezavimas
All on 4 implantai,
Endodontija mikroskopu,
Dantų implantacija
Starfield Mods
Installing Starfield Mods,
Starfield Tips,
Starfield Cheats
Reklama
 Teorija, žinynai » Elektronikos komponentai Dalintis | Spausdinti

FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos

Publikuota: 2023-08-04 18:11
Tematika: Elektronikos komponentai
Skirta: Mėgėjams
Inf. šaltinis: Pranešimas spaudai (reklama)

Integrinis grandynas, vadinamas programuojamų vartų masyvu (FPGA), susideda iš vidinių techninės įrangos blokų su vartotojo programuojamais tarpusavio ryšiais, kad būtų galima pritaikyti veikimą konkrečiam tikslui. Jungtys yra lengvai perprogramuojamos, todėl FPGA gali būti pritaikyta naujai paskirčiai arba priimti dizaino pakeitimus per visą detalės gyvavimo laiką.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Kas yra FPGA?

Integrinis grandynas, vadinamas programuojamų vartų masyvu (FPGA), susideda iš vidinių techninės įrangos blokų su vartotojo programuojamais tarpusavio ryšiais, kad būtų galima pritaikyti veikimą konkrečiam tikslui. Jungtys yra lengvai perprogramuojamos, todėl FPGA gali būti pritaikyta naujai paskirčiai arba priimti dizaino pakeitimus per visą detalės gyvavimo laiką.

Lyginant su ASIC technologijomis su fiksuotomis funkcijomis, pavyzdžiui, įprastinėmis ląstelėmis, FPGA gali turėti įvairių privalumų. ASIC paprastai sukuriamos per kelis mėnesius, o prietaiso įsigijimas kainuoja tūkstančius dolerių. Tačiau FPGA gali būti pagaminti greičiau nei per sekundę ir gali kainuoti nuo kelių dolerių iki kelių tūkstančių. FPGA lankstumas turi didelę kainą, susijusią su vieta, galia ir vėlavimu. FPGA užima nuo 20 iki 35 kartų daugiau vietos nei įprastinis ASIC elementas, o jos sparta yra 3-4 kartus mažesnė. Šiame straipsnyje aptariami FPGA pagrindai ir FPGA architektūros modulio komutacinė matrica, loginiai blokai ir įvesties / išvesties blokas. Jei norite sužinoti daugiau informacijos apie FPGA serijas, tokias kaip „Zynq-7000 SoC“, FPGA „Spartan-7“ arba „Virtex-7“ FPGA, galite apsilankyti „Vemeko FPGA“ svetainėje ir sužinoti apie jas išsamesnės informacijos.

FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos

FPGA architektūra

Priklausomai nuo gamintojo, CLB gali būti vadinamas loginiu bloku (LB), loginiu elementu (LE) arba logine ląstele (LC). Loginio bloko komponentai MUX (multiplekseris), D flip-flopas ir LUT. MUX naudojamas pasirinkimo logikai, LUT atlieka kombinacines logines operacijas, o D flip flopas saugo LUT išėjimą. Funkcijų generatorius, pagrįstas paieškos lentele, yra pagrindinis FPGA komponentas. Po bandymų LUT gali turėti 3, 4, 6 ar net 8 įėjimus. Dabar turime adaptyviąsias LUT, kurios naudoja du funkcijų generatorius, kad įgyvendintų du išėjimus iš vienos LUT.

FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos
FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos

Geriausiai žinomoje FPGA, „Xilinx Virtex-5“, yra flip-flopas ir paieškos lentelė (LUT), sujungti MUX. Šiuolaikinę FPGA sudaro tūkstančiai ar šimtai pritaikomų loginių blokų. Programinė įranga „Modelsim“ ir „Xilinx ISE“ naudojama kuriant ir kuriant bitų srauto failą FPGA nustatymui.

CPLD ir FPGA

Mažos energijos sąnaudos, mažas loginis tankis ir minimalus lusto sudėtingumas – tai pagrindinės pradinio lygio FPGA savybės. Funkciniai blokai su specializuotomis funkcijomis pridedami prie aukštesnio funkcionalumo įrenginių: Keletas pavyzdžių: fazių blokuotės (PLL), didelės spartos serializatoriai ir deserializatoriai, Ethernet MAC, PCI express valdikliai ir didelės spartos siųstuvai. Šie blokai gali būti kuriami kaip nepriklausomos grandinės, t. y. kietasis IP, arba įgyvendinami su CLB, kuris vadinamas minkštuoju IP. Naudojant kietosios IP blokus našumas padidėja perkonfigūravimo galimybių sąskaita. Aukščiausios klasės FPGA produktų šeima apima sudėtingus „sistema luste“ (SoC) komponentus, kuriuose į vieną įrenginį sujungtas mikroprocesoriaus procesoriaus branduolys, kietoji IP ir FPGA architektūra. SoC FPGA užtikrina didesnę integraciją, mažesnį energijos suvartojimą, mažesnį ploto užimamą plotą plokštėje ir didesnio pralaidumo ryšį tarp branduolio ir papildomų blokų, palyginti su atskirais įrenginiais. CPLD ir FPGA pirmiausia skiriasi tuo, kad CPLD veikdami nekeičia savo konfigūracijos. Priešingai nei FPGA, kuriuos galima išplėsti ar modifikuoti veikimo metu, jų funkcijos laikui bėgant yra pastovios. Pagrindinė CPLD idėja yra ta, kad visos loginės operacijos įgyvendinamos loginiuose vartuose.

FPGA CPLD
FPGA naudoja daugiau energijos. Priešingai, CPLD suvartoja mažiau energijos.
Sudėtingos programos puikiai tinka FPGA. Priešingai, paprastesnės programos geriau veikia su CPLD.
FPGA galima rasti iki 100 000 mažyčių loginių blokų. Palyginimui, CPLD gali talpinti tik kelis tūkstančius loginių blokų.
Kita vertus, FPGA yra integrinis grandynas, kuris visų pirma skirtas tam, kad klientas arba kūrėjas galėtų jį keisti po pagaminimo. Integrinis grandynas, vadinamas CPLD, padeda veikti skaitmeninėms sistemoms.
Palyginti su FPGA, CPLD vėlavimai yra daug labiau nuspėjami. Kadangi CPLD turi nepastoviąją atmintį, jam suteikiama didesnė apsauga nei FPGA.
FPGA priklauso smulkiagrūdžių įrenginių kategorijai. Kita vertus, CPLD yra stambiagrūdis.
FPGA yra panaši į vartų masyvą. Tačiau CPLD yra lygiavertis PAL.
Našumo požiūriu FPGA užtikrina patikimą našumą, kuriam neturi įtakos vidinis maršrutizavimas. Kita vertus, CPLD našumas yra nepastovus ir priklauso nuo maršruto parinkimo.
Tuo tarpu FPGA yra lauko programuojamų vartų matricų (Field Programmable Gate Arrays) santrumpa. CPLD yra sudėtingų programuojamų loginių įrenginių santrumpa.
Skaitmeninis loginis lustas, vadinamas FPGA, yra pagrįstas operatyviąja atmintimi. Kita vertus, CPLD yra pagrįsti EEPROM.

SoC FPGA apžvalga

Kad būtų galima pritaikyti įvairioms taikomosioms programoms, SoC FPGA siūlo platų apdorojimo galimybių spektrą. Didelės apimties taikomosioms programoms, įskaitant protokolų jungtis, vaizdo apdorojimo korteles, mobiliuosius įrenginius ir pramonines variklių valdymo pavaras, daugiausia dėmesio skiriama nebrangiems ir mažos galios SoC FPGA, tokiems kaip „Intel“ „Cyclone V“. Įrenginio FPGA dalis ir kietojo procesoriaus sistema (HPS), sukurta aplink vieno arba dviejų branduolių 32 bitų „Arm Cortex-A9 MPCORE“, veikiantį 925 MHz dažniu, sudaro du atskirus jo komponentus. Kiekvienas komponentas turi unikalų periferinių įrenginių rinkinį, įskaitant išorinių tiekėjų kietąjį IP.

FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos

FPGA projektavimas

Kaip sukurti tinkamą konfigūraciją, kad būtų galima paleisti programą naudojant tūkstančius aparatūros blokų? Norint sukurti FPGA pagrįstą dizainą, reikiamas skaičiavimo užduotis pirmiausia apibrėžti kūrimo įrankyje, o tada sujungti į konfigūracijos failą, kuriame nurodoma, kaip sujungti CLB ir kitus modulius. Ši procedūra primena programinės įrangos kūrimo ciklą, tačiau vietoj to, kad būtų kuriamas instrukcijų rinkinys, skirtas veikti iš anksto nustatytoje aparatinės įrangos platformoje, siekiama sukonstruoti pačią aparatinę įrangą. Norėdami sukurti FPGA sąranką, konstruktoriai istoriškai naudojo aparatinės įrangos aprašymo kalbą (HDL), pavyzdžiui, VHDL arba Verilog.

FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos
FPGA pagrindai: architektūra, naudojimas ir taikomosios programos

Tai, kad projektuojant FPGA reikia ir kodavimo įgūdžių, ir nuodugnaus techninės įrangos supratimo, yra kliūtis taikant HDL metodą, nes būtinos žinios nėra lengvai prieinamos.

Pardavėjai dabar teikia programinės įrangos kūrimo rinkinius (SDK), kurie leidžia projektuotojams kurti FPGA sprendimus tokiomis populiariomis aukšto lygio kalbomis kaip C/C++, Python ir OpenCL. Taip pat yra aukšto lygio sintezės (HLS) projektavimo priemonių, kuriose naudojamos grafinės blokų diagramos, o ne kodo eilutės, ir kurios veikia tokiose platformose kaip „National Instruments“ „LabVIEW.“

FPGA programos

Galimybė konfigūruoti FPGA CLB į šimtus ar tūkstančius vienodų apdorojimo blokų taikoma vaizdų apdorojimo, dirbtinio intelekto (DI), duomenų centrų aparatinės įrangos greitintuvų, įmonių tinklų ir automobilių pažangiųjų vairuotojo pagalbos sistemų (ADAS) srityse. Daugelyje taikomųjų programų lygiagrečiai vykdomos identiškos operacijos. Daugelyje šių taikomųjų sričių vyksta sparčios permainos, nes diegiami nauji protokolai ir standartai ir keičiasi poreikiai. FPGA dėka gamintojai gali įdiegti sistemas, kurias prireikus galima keisti.

Didelės spartos paieška yra puikus FPGA panaudojimo būdas: „Microsoft“ naudoja FPGA savo duomenų centruose, kad galėtų naudoti „Bing“ paieškos sistemas. Nauji algoritmai gali būti palaikomi, nes juos kuriant FPGA atliekami pakeitimai. Pasikeitus reikalavimams, konstrukciją galima pritaikyti modeliavimo ar modeliavimo procedūroms vykdyti HPC programoje. Su ASIC tokį lankstumą pasiekti sunku arba neįmanoma. Kitos FPGA taikymo sritys – bevielis ryšys, medicininė elektronika, buitinė elektronika, skaitmeninė televizija, pramoninis variklių valdymas, kosmoso ir gynybos pramonė.

Elektronika.lt pastaba: tekstas pateiktas reklamos užsakovo.




Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

Global electronic components distributor – Allicdata Electronics

Electronic component supply – „Eurodis Electronics“

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Full feature custom PCB prototype service

www.matuok.lt - Interneto spartos matavimo sistema

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

„Konstanta 42“

Technologijos.lt

Buitinė technika ir elektronika internetu žemos kainos – Zuza.lt

Mobizona.lt – telefonų dėklai, apsauginiai stiklai, dalys

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

„Deinavos baldai“ — šeimos baldai


Reklama
‡ 1999–2023 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Script hook v, Openiv, Menyoo
gta5mod.net
Farming Simulator 2019 Mods, FS22 Mods, FS22 Maps
farmingsimulator19mods.fr
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
Ilgalaikiai kreditai, paskola už automobilį, kreditų skaičiuoklė
www.mokilizingas.lt
Elektroninių parduotuvių optimizavimas „Google“ paieškos sistemai
www.seospiders.lt
FS22 mods, Farming simulator 22 mods,
FS22 maps

fs22.com
Reklama


Reklama