آموزش برنامه نویسی FPGA

 

FPGA که اختصار شده Field-Programmable Gate Array می‌باشد به معنی آرایه گیت‌های قابل برنامه ریزی می‌باشد؛ که معماری داخلی این تراشه‌ها در هنگام تولید تعیین شده هستند و این قابلیت را دارند که در هنگام مصرف توسط طراحان به صورت مورد نیاز پیکربندی و برنامه نویسی شوند. توسط زبان‌های توصیف سخت افزار c. ,HDL,طراحی شماتیک,State Diagram می‌توان روابط منطقی بین پایه‌های ورودی و خروجی را تغییر داد. البته استفاده از زبان HDL متدوال‌تر می‌باشد. در این تراشه به دلیل اینکه از گیت‌ها به طور مستقیم در عملیات استفاده می‌شود دارای سرعت و دقت بالا می‌باشد.

حالا سوال اینجاست که با وجود میکروکنترلر‌ها چرا ما باید از FPGA استفاده کنیم. زیرا FPGA‌ها قطعاتی خاص‌تر هستند به این دلیل اینکه میکروکنترلر‌ها دارای CPU و حافظه جانبی می‌باشند و می‌توانند انواع مختلفی از برنامه‌های دلخواه را بپذیرند در حالی که یک FPGA هیچ CPU ندارد که دستورات و برنامه‌های شما را تحلیل کند و شما باید همه چیز را از صفر طراحی کنید یعنی ابتدا باید بلوک‌ها را ایجاد و سپس با استفاده از بلوک‌ها به نتیجه نهایی که می‌خواهید دست یابید. به عنوان مثال برای اینکه بتوانید در FPGA چند عدد را جمع کنید باید بوسیله‌ی گیت‌ها یک بلوک جمع کننده طراحی کنید و از آن پس می‌توانید در سایر بلوک‌ها از آن استفاده نمایید. به طور خلاصه در میکروکنترلر‌ها خیلی از داده‌ها به صورت پیشفرض در میکرو تعریف شده اند که بتوانند طیف گسترده‌ای از برنامه‌ها رو بپذیرند در حالی که در FPGA طراح با از صفر طراحی کردن یک برنامه می‌تواند تمام سرعت و دقت قطعه را از آن خود کند، ولی همین از صفر طراحی کردن باعث می‌شود علاوه بر اینکه وقت بیشتری برای طراحی یک برنامه در مقایسه با میکرو صرف شود. همچنین استفاده از FPGA نسبت به میکرو گرانتر تمام میشود. از FPGA اغلب برای ساخت دستگاه‌های مخابراتی پرسرعت، دستگاه‌های صنعتی و تجاری خیلی حساس و سریع، دستگاه‌های نظامی و مصارف این چنین بهره می‌برند. FPGA‌ها دارای چند هزار تا چند میلیون گیت در داخل خود هستند، که تعداد گیت‌های یک FPGA بر قیمت آن تاثیر اساسی می‌گذارد. در زیر یک فایل در رابطه با آموزش برنامه نویسی FPGA قرار داده شده  که امید است مفید واقع شود.

 

این فایل دارای سرفصل های زیر می باشد: