XCVU9P-2FLGA2104I - एकीकृत सर्किट, एम्बेडेड, FPGAs (फिल्ड प्रोग्रामेबल गेट एरे)

सञ्चालनको सिद्धान्त:
FPGA ले तर्क सेल एरे (LCA) जस्ता अवधारणा प्रयोग गर्दछ, जसमा आन्तरिक रूपमा तीनवटा भागहरू हुन्छन्: कन्फिगरेबल लॉजिक ब्लक (CLB), इनपुट आउटपुट ब्लक (IOB) र आन्तरिक इन्टरकनेक्ट।फिल्ड प्रोग्रामेबल गेट एरेहरू (FPGAs) परम्परागत तर्क सर्किटहरू र गेट एरेहरू जस्तै PAL, GAL र CPLD यन्त्रहरू भन्दा फरक वास्तुकला भएका प्रोग्रामेबल यन्त्रहरू हुन्।FPGA को तर्क प्रोग्राम गरिएको डाटाको साथ आन्तरिक स्थिर मेमोरी कक्षहरू लोड गरेर कार्यान्वयन गरिन्छ, मेमोरी कक्षहरूमा भण्डारण गरिएका मानहरूले तर्क कक्षहरूको तर्क प्रकार्य र मोड्युलहरू एकअर्कासँग वा I/ मा जडान हुने तरिका निर्धारण गर्दछ। ओ।मेमोरी कक्षहरूमा भण्डारण गरिएका मानहरूले तर्क कक्षहरूको तार्किक कार्य र मोड्युलहरू एकअर्कासँग वा I/Os सँग जोडिएको तरिका र अन्ततः FPGA मा कार्यान्वयन गर्न सकिने प्रकार्यहरू निर्धारण गर्दछ, जसले असीमित प्रोग्रामिङलाई अनुमति दिन्छ। ।

चिप डिजाइन:
चिप डिजाइन को अन्य प्रकार को तुलना मा, एक उच्च थ्रेसहोल्ड र एक अधिक कठोर आधारभूत डिजाइन प्रवाह सामान्यतया FPGA चिप को लागी आवश्यक छ।विशेष गरी, डिजाइन FPGA योजनाबद्धसँग नजिकबाट जोडिएको हुनुपर्छ, जसले विशेष चिप डिजाइनको ठूलो मात्राको लागि अनुमति दिन्छ।C मा Matlab र विशेष डिजाइन एल्गोरिदमहरू प्रयोग गरेर, सबै दिशाहरूमा सहज रूपान्तरण प्राप्त गर्न सम्भव हुनुपर्दछ र यसरी यो सुनिश्चित गर्नुहोस् कि यो वर्तमान मुख्यधारा चिप डिजाइन सोच अनुरूप छ।यदि यो मामला हो भने, तब प्राय: प्रयोगयोग्य र पढ्न योग्य चिप डिजाइन सुनिश्चित गर्न कम्पोनेन्टहरूको व्यवस्थित एकीकरण र सम्बन्धित डिजाइन भाषामा ध्यान केन्द्रित गर्न आवश्यक छ।FPGAs को प्रयोगले बोर्ड डिबगिङ, कोड सिमुलेशन र अन्य सम्बन्धित डिजाइन कार्यहरू सक्षम बनाउँछ कि हालको कोड एक तरिकाले लेखिएको छ र डिजाइन समाधानले विशिष्ट डिजाइन आवश्यकताहरू पूरा गर्दछ।यसका अतिरिक्त, प्रोजेक्ट डिजाइन र चिप सञ्चालनको प्रभावकारितालाई अनुकूलन गर्न डिजाइन एल्गोरिदमहरूलाई प्राथमिकतामा राख्नुपर्छ।एक डिजाइनरको रूपमा, पहिलो चरण भनेको एक विशिष्ट एल्गोरिथ्म मोड्युल निर्माण गर्नु हो जसमा चिप कोड सम्बन्धित छ।यो किनभने पूर्व-डिजाइन गरिएको कोडले एल्गोरिदमको विश्वसनीयता सुनिश्चित गर्न मद्दत गर्दछ र समग्र चिप डिजाइनलाई उल्लेखनीय रूपमा अनुकूलन गर्दछ।पूर्ण बोर्ड डिबगिङ र सिमुलेशन परीक्षणको साथ, स्रोतमा सम्पूर्ण चिप डिजाइन गर्न र अवस्थित हार्डवेयरको समग्र संरचनालाई अनुकूलन गर्न चक्र समय कम गर्न सम्भव हुनुपर्छ।यो नयाँ उत्पादन डिजाइन मोडेल अक्सर प्रयोग गरिन्छ, उदाहरणका लागि, गैर-मानक हार्डवेयर इन्टरफेसहरू विकास गर्दा।

FPGA डिजाइनमा मुख्य चुनौती भनेको हार्डवेयर प्रणाली र यसको आन्तरिक स्रोतहरूसँग परिचित हुनु हो, यो सुनिश्चित गर्न कि डिजाइन भाषाले घटकहरूको प्रभावकारी समन्वयलाई सक्षम बनाउँछ र कार्यक्रमको पठनीयता र उपयोगमा सुधार गर्दछ।यसले डिजाइनरमा उच्च मागहरू पनि राख्छ, जसले आवश्यकताहरू पूरा गर्न धेरै परियोजनाहरूमा अनुभव प्राप्त गर्न आवश्यक छ।

 एल्गोरिदम डिजाइनले परियोजनाको अन्तिम समापन सुनिश्चित गर्न, परियोजनाको वास्तविक अवस्थाको आधारमा समस्याको समाधान प्रस्ताव गर्न, र FPGA सञ्चालनको दक्षता सुधार गर्न व्यावहारिकतामा ध्यान केन्द्रित गर्न आवश्यक छ।एल्गोरिथ्म निर्धारण पछि मोड्युल निर्माण गर्न व्यावहारिक हुनुपर्छ, कोड डिजाइन पछि सहज बनाउन।पूर्व-डिजाइन गरिएको कोड दक्षता र विश्वसनीयता सुधार गर्न कोड डिजाइनमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।ASICs जस्तो नभई, FPGA हरूको विकास चक्र छोटो हुन्छ र हार्डवेयरको संरचना परिवर्तन गर्न डिजाइन आवश्यकताहरूसँग जोड्न सकिन्छ, जसले कम्पनीहरूलाई नयाँ उत्पादनहरू द्रुत रूपमा लन्च गर्न र सञ्चार प्रोटोकलहरू परिपक्व नभएको अवस्थामा गैर-मानक इन्टरफेस विकासका आवश्यकताहरू पूरा गर्न मद्दत गर्न सक्छ।