¿Qué es FPGA?

FPGA (Field-Programmable Gate Array) es un conjunto de puertas programables en campo. Es un producto de desarrollo adicional basado en dispositivos programables como PAL, GAL y CPLD. Aparece como un circuito semipersonalizado en el campo de los circuitos integrados de aplicaciones específicas (ASIC), que no solo resuelve las deficiencias de los circuitos personalizados, sino que también supera las deficiencias del número limitado de puertas en los dispositivos programables originales.

Principio de funcionamiento de la FPGA

La FPGA adopta el concepto de matriz de celdas lógicas (LCA), que incluye el módulo lógico configurable CLB (bloque lógico configurable) y el módulo de entrada y salida IOB. Hay tres partes. : (Bloque de Entrada Salida) y conexión interna (Interconexión). Los conjuntos de puertas programables en campo (FPGA) son dispositivos programables. En comparación con los circuitos lógicos tradicionales y los conjuntos de puertas (como los dispositivos PAL, GAL y CPLD), FPGA tiene una estructura diferente que utiliza pequeñas tablas de búsqueda (16 × 1 RAM) para implementar la lógica combinacional. flop. El extremo de entrada del flip-flop luego controla otros circuitos lógicos o controla E/S, formando así un módulo de unidad lógica básica que puede realizar funciones lógicas combinacionales y funciones lógicas secuenciales. Estos módulos están conectados o conectados entre sí mediante metal. cables al módulo de E/S. La lógica de FPGA se implementa cargando datos de programación en la unidad de almacenamiento estática interna. El valor almacenado en la unidad de memoria determina la función lógica de la unidad lógica y el método de conexión entre módulos o entre módulos y E/S, y finalmente determina la Las funciones que FPGA puede lograr, FPGA permite una programación ilimitada.

Características básicas de FPGA

1) Usando FPGA para diseñar circuitos ASIC (circuitos integrados de aplicaciones específicas), los usuarios no necesitan Para la producción de virutas de fundición, puede obtener virutas adecuadas.

2) FPGA se puede utilizar como muestras piloto para otros circuitos ASIC totalmente personalizados o semipersonalizados.

3) Hay abundantes flip-flops y pines de E/S dentro de la FPGA.

4) FPGA es uno de los dispositivos con el ciclo de diseño más corto, menor costo de desarrollo y menor riesgo entre los circuitos ASIC.

5) FPGA utiliza tecnología CMOS de alta velocidad, tiene bajo consumo de energía y es compatible con niveles CMOS y TTL.

Se puede decir que los chips FPGA son una de las mejores opciones para que los sistemas de lotes pequeños mejoren la integración y la confiabilidad del sistema.

FPGA establece su estado de funcionamiento mediante el programa almacenado en la RAM del chip. Por lo tanto, la RAM del chip debe programarse durante la operación. Los usuarios pueden utilizar diferentes métodos de programación según los diferentes modos de configuración. Cuando se enciende, el chip FPGA lee los datos de la EPROM en la RAM de programación del chip. Una vez completada la configuración, la FPGA entra en estado de funcionamiento. Después de un corte de energía, la FPGA vuelve a ser un chip blanco y la relación lógica interna desaparece. Por lo tanto, la FPGA se puede usar repetidamente. La programación de FPGA no requiere un programador FPGA dedicado, solo use un programador EPROM o PROM general. Cuando necesite modificar la función FPGA, solo necesita cambiar una EPROM. De esta manera, el mismo FPGA y diferentes datos de programación pueden producir diferentes funciones de circuito. Por tanto, el uso de FPGA es muy flexible.