Desain FPGA bukanlah hal yang sederhana keping penelitian, tetapi terutama menggunakan FPGA model untuk merancang produk di industri lain. Berbeda dengan ASIC, FPGA banyak digunakan dalam industri komunikasi.
Melalui analisis pasar produk FPGA global dan pemasok terkait, dikombinasikan dengan situasi aktual saat ini di negara saya dan produk FPGA terkemuka di dalam negeri, kita dapat menemukan arah pengembangan teknologi terkait di masa depan, yang akan memainkan peran yang sangat penting dalam mempromosikan keseluruhan peningkatan tingkat teknologi negara saya.
Dibandingkan dengan desain chip tradisional, chip FPGA tidak hanya terbatas pada penelitian dan desain chip, namun dapat dioptimalkan untuk produk di berbagai bidang dengan bantuan model chip tertentu.
Dari sudut pandang perangkat chip, FPGA sendiri merupakan sirkuit terintegrasi khas dalam sirkuit semi-kustom, yang berisi manajemen digital modul, unit tertanam, unit keluaran, dan unit masukan.
Atas dasar ini, chip FPGA perlu fokus pada desain optimasi chip yang komprehensif, dan menambahkan fungsi chip baru dengan meningkatkan desain chip saat ini, sehingga mencapai penyederhanaan dan peningkatan kinerja struktur chip secara keseluruhan.
Struktur dasar
Perangkat FPGA adalah sejenis sirkuit semi-kustom dalam sirkuit terintegrasi khusus aplikasi, yang merupakan susunan logika yang dapat diprogram, yang secara efektif dapat memecahkan masalah sirkuit gerbang yang lebih sedikit pada perangkat aslinya.
Struktur dasar FPGA mencakup unit input dan output yang dapat diprogram, blok logika yang dapat dikonfigurasi, modul manajemen jam digital, blok RAM tertanam, sumber daya kabel, hard core khusus tertanam, dan unit fungsional tertanam yang mendasarinya.
Karena FPGA memiliki karakteristik sumber daya kabel yang melimpah, pemrograman berulang, integrasi tinggi, dan investasi rendah, FPGA telah banyak digunakan di bidang desain sirkuit digital.
Proses desain FPGA mencakup desain algoritma, simulasi dan desain kode, debugging papan, perancang dan kebutuhan aktual untuk membangun arsitektur algoritma, menggunakan EDA untuk membuat rencana desain atau HD untuk menulis kode desain, melalui simulasi kode untuk memastikan bahwa rencana desain memenuhi persyaratan sebenarnya, dan akhirnya debugging tingkat papan, gunakan sirkuit konfigurasi untuk mengunduh file yang relevan ke chip FPGA untuk memverifikasi efek operasi yang sebenarnya.
Prinsip Kerja
FPGA mengadopsi konsep susunan sel logika LCA (Logic Cell Array) yang mencakup tiga bagian: Configurable Logic Block (CLB), Input Output Block (IOB) dan Interconnect.
Array gerbang yang dapat diprogram lapangan (FPGA) adalah perangkat yang dapat diprogram. Dibandingkan dengan rangkaian logika tradisional dan susunan gerbang (seperti perangkat PAL, GAL dan CPLD), FPGA memiliki struktur yang berbeda.
FPGA menggunakan tabel pencarian kecil (16×1RAM) untuk mewujudkan logika kombinasional. Setiap tabel pencarian dihubungkan ke input flip-flop D, dan flip-flop tersebut menggerakkan rangkaian logika atau I/O lainnya untuk membentuk kombinasi yang dapat direalisasikan.
Fungsi logika juga dapat mewujudkan modul unit logika dasar dari fungsi logika sekuensial. Modul-modul ini dihubungkan satu sama lain atau modul I/O dengan kabel logam. Logika FPGA diwujudkan dengan memuat data pemrograman ke dalam unit penyimpanan statis internal.
Nilai yang disimpan dalam unit memori menentukan fungsi logika unit logika dan hubungan antar modul atau antara modul dan I/O, dan akhirnya menentukan Fungsi yang dapat diwujudkan FPGA, FPGA memungkinkan pemrograman tanpa batas.