XC7K420T-2FFG901I – Integrierte Schaltkreise, eingebettete, feldprogrammierbare Gate-Arrays

Vorteile
Die Vorteile von FPGAs sind wie folgt:
(1) FPGAs bestehen aus Hardwareressourcen wie Logikzellen, RAM, Multiplikatoren usw. Durch die rationale Organisation dieser Hardwareressourcen können Hardwareschaltungen wie Multiplikatoren, Register, Adressgeneratoren usw. implementiert werden.
(2) FPGAs können mithilfe von Blockdiagrammen oder Verilog HDL entworfen werden, von einfachen Gate-Schaltungen bis hin zu FIR- oder FFT-Schaltungen.
(3) FPGAs können stufenlos umprogrammiert werden, wodurch eine neue Designlösung in nur wenigen hundert Millisekunden geladen wird und die Neukonfiguration den Hardware-Overhead reduziert.
(4) Die Betriebsfrequenz des FPGA wird durch den FPGA-Chip und das Design bestimmt und kann geändert oder durch einen schnelleren Chip ersetzt werden, um bestimmte anspruchsvolle Anforderungen zu erfüllen (obwohl die Betriebsfrequenz natürlich nicht unbegrenzt ist und kann). erhöht werden, hängt aber von aktuellen IC-Prozessen und anderen Faktoren ab).
Nachteile
Die Nachteile von FPGAs sind folgende:
(1) FPGAs sind für alle Funktionen auf die Hardware-Implementierung angewiesen und können keine Operationen wie verzweigte bedingte Sprünge implementieren.
(2) FPGAs können nur Festkommaoperationen implementieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen: FPGAs sind auf Hardware angewiesen, um alle Funktionen zu implementieren, und können hinsichtlich der Geschwindigkeit mit dedizierten Chips verglichen werden, es gibt jedoch eine große Lücke in der Designflexibilität im Vergleich zu Allzweckprozessoren.

Designsprachen und Plattformen

Programmierbare Logikbausteine ​​sind Hardwareträger, die durch EDA-Technologie die etablierten Funktionen und technischen Spezifikationen elektronischer Anwendungen konkretisieren.FPGAs gehören zu den Mainstream-Geräten, die diesen Weg umsetzen. Sie sind direkt benutzerorientiert, äußerst flexibel und vielseitig, einfach zu verwenden und lassen sich schnell testen und in Hardware implementieren.
Hardware Description Language (HDL) ist eine Sprache, die zum Entwerfen digitaler Logiksysteme und zum Beschreiben digitaler Schaltkreise verwendet wird. Die am häufigsten verwendeten sind VHDL, Verilog HDL, System Verilog und System C.
Als Allround-Hardware-Beschreibungssprache zeichnet sich die Very High Speed ​​Integrated Circuit Hardware Description Language (VHDL) dadurch aus, dass sie unabhängig von der spezifischen Hardware-Schaltung und unabhängig von der Designplattform ist, mit den Vorteilen einer weitreichenden Beschreibungsfähigkeit, nicht jedoch Abhängig von bestimmten Geräten und der Fähigkeit, den Entwurf komplexer Steuerlogik in einem strengen und prägnanten Code usw. zu beschreiben. Es wird von vielen EDA-Unternehmen unterstützt und ist im Bereich des elektronischen Designs weit verbreitet.weit verbreitet.
VHDL ist eine Hochsprache für den Schaltkreisentwurf und weist im Vergleich zu anderen Hardwarebeschreibungssprachen die Merkmale einer einfachen Sprache, Flexibilität und Unabhängigkeit vom Gerätedesign auf, was es zu einer gemeinsamen Hardwarebeschreibungssprache für die EDA-Technologie macht und die EDA-Technologie stärker macht für Designer zugänglich.
Verilog HDL ist eine weit verbreitete Hardware-Beschreibungssprache, die in mehreren Phasen des Hardware-Designprozesses verwendet werden kann, einschließlich Modellierung, Synthese und Simulation.
Vorteile von Verilog HDL: ähnlich wie C, leicht zu erlernen und flexibel.Groß- und Kleinschreibung beachten.Vorteile beim Schreiben von Reizen und beim Modellieren.Nachteile: Viele Fehler können zur Kompilierungszeit nicht erkannt werden.
Vorteile von VHDL: Strenge Syntax, klare Hierarchie.Nachteile: lange Einarbeitungszeit, nicht flexibel genug.
Die Quartus_II-Software ist eine von Altera entwickelte vollständige Multiplattform-Designumgebung, die die Designanforderungen verschiedener FPGAs und CPLDs erfüllen kann und eine umfassende Umgebung für das Design programmierbarer On-Chip-Systeme darstellt.
Vivado Design Suite, eine integrierte Designumgebung, die 2012 vom FPGA-Anbieter Xilinx veröffentlicht wurde. Sie umfasst eine hochintegrierte Designumgebung und eine neue Generation von Tools von der System- bis zur IC-Ebene, die alle auf einem gemeinsamen skalierbaren Datenmodell und einer gemeinsamen Debug-Umgebung basieren.Die Xilinx Vivado Design Suite bietet FIFO-IP-Kerne, die einfach auf Designs angewendet werden können.