XCVU9P-2FLGA2104I – integreeritud vooluringid, sisseehitatud, FPGA-d (välja programmeeritav värava massiiv)

Toimimispõhimõte:
FPGA-d kasutavad sellist kontseptsiooni nagu Logic Cell Array (LCA), mis koosneb sisemiselt kolmest osast: konfigureeritav loogikaplokk (CLB), sisendväljundplokk (IOB) ja sisemine ühendus.Field Programmable Gate Arrays (FPGA) on programmeeritavad seadmed, mille arhitektuur erineb traditsioonilistest loogikaahelatest ja väravamassiividest, nagu PAL, GAL ja CPLD seadmed.FPGA loogika realiseeritakse sisemiste staatiliste mälurakkude laadimisega programmeeritud andmetega, mälurakkudesse salvestatud väärtused määravad loogikarakkude loogikafunktsiooni ja moodulite ühendamise viisi üksteisega või I/-ga. O.Mälurakkudesse salvestatud väärtused määravad loogikarakkude loogilise funktsiooni ja viisi, kuidas moodulid on omavahel või I/O-dega seotud ning lõpuks ka funktsioonid, mida saab FPGA-s realiseerida, mis võimaldab piiramatult programmeerida. .

Kiibi disain:
Võrreldes teist tüüpi kiibikujundusega, on FPGA-kiipide puhul tavaliselt vaja kõrgemat läve ja rangemat põhikujundusvoogu.Eelkõige peaks disain olema tihedalt seotud FPGA skeemiga, mis võimaldab suuremas ulatuses spetsiaalse kiibi disaini.Kasutades C-s Matlabi ja spetsiaalseid projekteerimisalgoritme, peaks olema võimalik saavutada sujuv transformatsioon igas suunas ja seega tagada selle vastavus praeguse peavoolu kiibidisaini mõtteviisile.Kui see nii on, siis on enamasti vaja keskenduda komponentide korrektsele integreerimisele ja vastavale disainikeelele, et tagada kasutatav ja loetav kiibi disain.FPGA-de kasutamine võimaldab plaadi silumist, koodisimulatsiooni ja muid sellega seotud projekteerimisoperatsioone, et tagada kehtiva koodi teatud viisil kirjutamine ja disainilahenduse vastavus konkreetsetele disaininõuetele.Lisaks sellele tuleks projekteerimisalgoritmid seada prioriteediks, et optimeerida projekti ülesehitust ja kiibi töö tõhusust.Disainerina tuleb esimese sammuna ehitada konkreetne algoritmi moodul, millega kiibi kood on seotud.Seda seetõttu, et eeldisainitud kood aitab tagada algoritmi töökindluse ja optimeerib oluliselt üldist kiibi disaini.Täisplaadi silumise ja simulatsiooni testimisega peaks olema võimalik vähendada tsükliaega, mis kulub kogu kiibi projekteerimisel lähtekohas, ja optimeerida olemasoleva riistvara üldist struktuuri.Seda uut tootedisaini mudelit kasutatakse sageli näiteks mittestandardsete riistvaraliideste väljatöötamisel.

Peamiseks väljakutseks FPGA projekteerimisel on tutvuda riistvarasüsteemi ja selle sisemiste ressurssidega, tagada, et disainikeel võimaldaks komponentide tõhusat koordineerimist ning parandada programmi loetavust ja kasutust.See seab kõrged nõudmised ka disainerile, kes peab nõuete täitmiseks omandama kogemusi mitme projektiga.

 Algoritmi kavandamisel tuleb keskenduda mõistlikkusele, et tagada projekti lõplik valmimine, pakkuda projekti tegelikust olukorrast lähtuvalt probleemile lahendust ja parandada FPGA töö efektiivsust.Pärast algoritmi kindlaksmääramist peaks olema mõistlik moodul ehitada, et hõlbustada koodi kujundamist hiljem.Eelnevalt kavandatud koodi saab kasutada koodi kujundamisel, et parandada tõhusust ja usaldusväärsust.Erinevalt ASIC-idest on FPGA-de arendustsükkel lühem ja neid saab kombineerida disaininõuetega, et muuta riistvara struktuuri, mis aitab ettevõtetel uusi tooteid kiiresti turule tuua ja rahuldada mittestandardsete liideste arendamise vajadusi, kui sideprotokollid pole veel küpsed.