XCVU9P-2FLGA2104I – Entegre Devreler, Gömülü, FPGA'ler (Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi)

Çalışma prensibi:
FPGA'ler, dahili olarak üç bölümden oluşan Mantık Hücre Dizisi (LCA) gibi bir kavram kullanır: Yapılandırılabilir Mantık Bloğu (CLB), Giriş Çıkış Bloğu (IOB) ve Dahili Ara Bağlantı.Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (FPGA'ler), PAL, GAL ve CPLD cihazları gibi geleneksel mantık devrelerinden ve kapı dizilerinden farklı mimariye sahip programlanabilir cihazlardır.FPGA'nın mantığı, dahili statik bellek hücrelerine programlanmış veriler yüklenerek uygulanır; bellek hücrelerinde saklanan değerler, mantık hücrelerinin mantık fonksiyonunu ve modüllerin birbirine veya I/'e bağlanma şeklini belirler. Ö.Bellek hücrelerinde saklanan değerler, mantık hücrelerinin mantıksal işlevini ve modüllerin birbirine veya I/O'lara bağlanma şeklini ve sonuçta sınırsız programlamaya izin veren FPGA'de uygulanabilecek işlevleri belirler. .

Çip tasarımı:
Diğer çip tasarımı türleriyle karşılaştırıldığında, FPGA çipleri için genellikle daha yüksek bir eşik ve daha titiz bir temel tasarım akışı gerekir.Özellikle tasarım, daha büyük ölçekte özel çip tasarımına olanak tanıyan FPGA şemasıyla yakından bağlantılı olmalıdır.Matlab'ı ve C'deki özel tasarım algoritmalarını kullanarak, her yönde düzgün bir dönüşüm elde etmek mümkün olmalı ve böylece bunun mevcut ana akım çip tasarımı düşüncesiyle uyumlu olmasını sağlamalıdır.Durum böyleyse, kullanılabilir ve okunabilir bir çip tasarımı sağlamak için genellikle bileşenlerin düzenli entegrasyonuna ve ilgili tasarım diline odaklanmak gerekir.FPGA'lerin kullanımı, mevcut kodun bir şekilde yazıldığından ve tasarım çözümünün özel tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için kart hata ayıklama, kod simülasyonu ve diğer ilgili tasarım işlemlerine olanak tanır.Buna ek olarak proje tasarımının ve çip operasyonunun etkinliğinin optimize edilmesi için tasarım algoritmalarına öncelik verilmesi gerekmektedir.Bir tasarımcı olarak ilk adım, çip kodunun ilişkili olduğu özel bir algoritma modülü oluşturmaktır.Bunun nedeni, önceden tasarlanmış kodun algoritmanın güvenilirliğini sağlamaya yardımcı olması ve genel çip tasarımını önemli ölçüde optimize etmesidir.Tam kart hata ayıklama ve simülasyon testiyle, tüm çipin kaynakta tasarlanması için harcanan çevrim süresini azaltmak ve mevcut donanımın genel yapısını optimize etmek mümkün olmalıdır.Bu yeni ürün tasarım modeli, örneğin standart dışı donanım arayüzleri geliştirilirken sıklıkla kullanılır.

FPGA tasarımındaki temel zorluk, donanım sistemine ve onun iç kaynaklarına aşina olmak, tasarım dilinin bileşenlerin etkin koordinasyonunu sağladığından emin olmak ve programın okunabilirliğini ve kullanımını iyileştirmektir.Bu aynı zamanda gereksinimleri karşılamak için birden fazla projede deneyim kazanması gereken tasarımcıya da yüksek talepler getirmektedir.

 Algoritma tasarımının, projenin nihai olarak tamamlanmasını sağlamak, projenin gerçek durumuna dayalı olarak soruna çözüm önermek ve FPGA operasyonunun verimliliğini artırmak için makullüğe odaklanması gerekmektedir.Algoritmayı belirledikten sonra, daha sonra kod tasarımını kolaylaştırmak için modülü oluşturmak makul olmalıdır.Verimliliği ve güvenilirliği artırmak için kod tasarımında önceden tasarlanmış kod kullanılabilir.ASIC'lerden farklı olarak FPGA'ler daha kısa bir geliştirme döngüsüne sahiptir ve donanımın yapısını değiştirmek için tasarım gereksinimleriyle birleştirilebilir; bu da şirketlerin yeni ürünleri hızlı bir şekilde piyasaya sürmesine ve iletişim protokolleri olgunlaşmadığında standart dışı arayüz geliştirme ihtiyaçlarını karşılamasına yardımcı olabilir.