XCVU9P-2FLGA2104I – Integrierte Schaltkreise, eingebettet, FPGAs (Field Programmable Gate Array)

Funktionsprinzip:
FPGAs verwenden ein Konzept wie das Logic Cell Array (LCA), das intern aus drei Teilen besteht: dem Configurable Logic Block (CLB), dem Input Output Block (IOB) und der Internal Interconnect.Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) sind programmierbare Geräte mit einer anderen Architektur als herkömmliche Logikschaltungen und Gate-Arrays wie PAL-, GAL- und CPLD-Geräte.Die Logik des FPGA wird durch das Laden der internen statischen Speicherzellen mit programmierten Daten implementiert. Die in den Speicherzellen gespeicherten Werte bestimmen die logische Funktion der Logikzellen und die Art und Weise, wie die Module miteinander oder mit dem E/A verbunden sind. Ö.Die in den Speicherzellen gespeicherten Werte bestimmen die logische Funktion der Logikzellen und die Art und Weise, wie die Module untereinander oder mit den I/Os verknüpft sind, und letztendlich die Funktionen, die im FPGA implementiert werden können, was eine unbegrenzte Programmierung ermöglicht .

Chip-Design:
Im Vergleich zu anderen Arten des Chipdesigns sind bei FPGA-Chips normalerweise ein höherer Schwellenwert und ein strengerer grundlegender Designablauf erforderlich.Insbesondere sollte das Design eng mit dem FPGA-Schaltplan verknüpft sein, was einen größeren Maßstab für spezielle Chipdesigns ermöglicht.Durch den Einsatz von Matlab und speziellen Designalgorithmen in C soll es möglich sein, eine reibungslose Transformation in alle Richtungen zu erreichen und so sicherzustellen, dass sie dem aktuellen Mainstream-Chip-Design-Denken entspricht.Ist dies der Fall, muss in der Regel auf die geordnete Integration der Komponenten und die entsprechende Designsprache geachtet werden, um ein brauchbares und lesbares Chipdesign zu gewährleisten.Der Einsatz von FPGAs ermöglicht das Board-Debugging, die Codesimulation und andere damit verbundene Designvorgänge, um sicherzustellen, dass der aktuelle Code auf eine bestimmte Weise geschrieben wird und die Designlösung den spezifischen Designanforderungen entspricht.Darüber hinaus sollten die Designalgorithmen priorisiert werden, um das Projektdesign und die Effektivität des Chipbetriebs zu optimieren.Als Designer besteht der erste Schritt darin, ein spezifisches Algorithmusmodul zu erstellen, auf das sich der Chipcode bezieht.Denn vorgefertigter Code trägt dazu bei, die Zuverlässigkeit des Algorithmus sicherzustellen und das gesamte Chipdesign deutlich zu optimieren.Durch vollständiges Board-Debugging und Simulationstests sollte es möglich sein, die Zykluszeit zu reduzieren, die beim Entwurf des gesamten Chips an der Quelle benötigt wird, und die Gesamtstruktur der vorhandenen Hardware zu optimieren.Dieses neue Produktdesignmodell wird beispielsweise häufig bei der Entwicklung nicht standardmäßiger Hardwareschnittstellen verwendet.

Die größte Herausforderung beim FPGA-Design besteht darin, sich mit dem Hardwaresystem und seinen internen Ressourcen vertraut zu machen, sicherzustellen, dass die Designsprache eine effektive Koordination der Komponenten ermöglicht und die Lesbarkeit und Nutzung des Programms zu verbessern.Dies stellt auch hohe Anforderungen an den Designer, der Erfahrungen in mehreren Projekten sammeln muss, um den Anforderungen gerecht zu werden.

 Das Algorithmusdesign muss sich auf Angemessenheit konzentrieren, um den endgültigen Abschluss des Projekts sicherzustellen, eine Lösung für das Problem basierend auf der tatsächlichen Situation des Projekts vorzuschlagen und die Effizienz des FPGA-Betriebs zu verbessern.Nach der Bestimmung des Algorithmus sollte es sinnvoll sein, das Modul zu erstellen, um später das Code-Design zu erleichtern.Beim Code-Design kann vorgefertigter Code verwendet werden, um die Effizienz und Zuverlässigkeit zu verbessern.Im Gegensatz zu ASICs haben FPGAs einen kürzeren Entwicklungszyklus und können mit Designanforderungen kombiniert werden, um die Struktur der Hardware zu ändern. Dies kann Unternehmen dabei helfen, neue Produkte schnell auf den Markt zu bringen und den Anforderungen der Entwicklung nicht standardmäßiger Schnittstellen gerecht zu werden, wenn Kommunikationsprotokolle noch nicht ausgereift sind.