XCVU9P-2FLGA2104I – Mạch tích hợp, nhúng, FPGA (Mảng cổng lập trình trường)

Nguyên tắc hoạt động:
FPGA sử dụng một khái niệm như Mảng ô logic (LCA), bên trong bao gồm ba phần: Khối logic có thể định cấu hình (CLB), Khối đầu ra đầu vào (IOB) và Kết nối bên trong.Mảng cổng lập trình trường (FPGA) là các thiết bị lập trình có kiến ​​trúc khác với các mạch logic và mảng cổng truyền thống như thiết bị PAL, GAL và CPLD.Logic của FPGA được triển khai bằng cách tải các ô nhớ tĩnh bên trong với dữ liệu đã được lập trình, các giá trị được lưu trữ trong các ô nhớ xác định chức năng logic của các ô logic và cách thức các mô-đun được kết nối với nhau hoặc với I/ Ô.Các giá trị được lưu trữ trong các ô nhớ xác định chức năng logic của các ô logic và cách thức các mô-đun được liên kết với nhau hoặc với I/O và cuối cùng là các chức năng có thể được triển khai trong FPGA, cho phép lập trình không giới hạn .

Thiết kế chip:
So với các kiểu thiết kế chip khác, chip FPGA thường yêu cầu ngưỡng cao hơn và quy trình thiết kế cơ bản nghiêm ngặt hơn.Đặc biệt, thiết kế phải được liên kết chặt chẽ với sơ đồ FPGA, cho phép thiết kế chip đặc biệt ở quy mô lớn hơn.Bằng cách sử dụng Matlab và các thuật toán thiết kế đặc biệt trong C, có thể đạt được sự chuyển đổi mượt mà theo mọi hướng và do đó đảm bảo rằng nó phù hợp với tư duy thiết kế chip chính thống hiện nay.Nếu đúng như vậy thì thông thường cần phải tập trung vào việc tích hợp có trật tự các thành phần và ngôn ngữ thiết kế tương ứng để đảm bảo thiết kế chip có thể sử dụng và đọc được.Việc sử dụng FPGA cho phép gỡ lỗi bo mạch, mô phỏng mã và các hoạt động thiết kế liên quan khác để đảm bảo rằng mã hiện tại được viết theo cách và giải pháp thiết kế đáp ứng các yêu cầu thiết kế cụ thể.Ngoài ra, các thuật toán thiết kế cần được ưu tiên để tối ưu hóa thiết kế dự án và hiệu quả vận hành chip.Với tư cách là một nhà thiết kế, bước đầu tiên là xây dựng một mô-đun thuật toán cụ thể có liên quan đến mã chip.Điều này là do mã được thiết kế sẵn giúp đảm bảo độ tin cậy của thuật toán và tối ưu hóa đáng kể thiết kế chip tổng thể.Với thử nghiệm mô phỏng và gỡ lỗi toàn bộ bo mạch, có thể giảm thời gian chu trình tiêu tốn trong việc thiết kế toàn bộ chip tại nguồn và tối ưu hóa cấu trúc tổng thể của phần cứng hiện có.Ví dụ, mô hình thiết kế sản phẩm mới này thường được sử dụng khi phát triển các giao diện phần cứng không chuẩn.

Thách thức chính trong thiết kế FPGA là làm quen với hệ thống phần cứng và các tài nguyên bên trong của nó, để đảm bảo rằng ngôn ngữ thiết kế cho phép phối hợp hiệu quả các thành phần và cải thiện khả năng đọc và sử dụng chương trình.Điều này cũng đặt ra yêu cầu cao đối với người thiết kế, những người cần tích lũy kinh nghiệm trong nhiều dự án để đáp ứng yêu cầu.

 Thiết kế thuật toán cần tập trung vào tính hợp lý để đảm bảo dự án hoàn thành cuối cùng, đề xuất giải pháp giải quyết vấn đề dựa trên tình hình thực tế của dự án và nâng cao hiệu quả hoạt động của FPGA.Sau khi xác định thuật toán hợp lý cần xây dựng module, thuận tiện cho việc thiết kế code sau này.Mã được thiết kế sẵn có thể được sử dụng trong thiết kế mã để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy.Không giống như ASIC, FPGA có chu kỳ phát triển ngắn hơn và có thể kết hợp với các yêu cầu thiết kế để thay đổi cấu trúc phần cứng, điều này có thể giúp các công ty tung ra sản phẩm mới một cách nhanh chóng và đáp ứng nhu cầu phát triển giao diện không chuẩn khi các giao thức truyền thông chưa hoàn thiện.