آشنایی با آی سی های fpga

این مقاله آموزشی جهت آشنایی  دانشجویان  آموزش مجازی در رابطه با آی سی های fpga  ارائه گردیده است، امیدوار است کلاس های مجازی، آموزش های از راه دور، مقالات آموزشی، کتاب های معرفی شده و کلیه ی فعالیت های خدماتی ما برای شما عزیزان مفید واقع گردد.
مهندسی برق – کنترل
آشنایی با آی سی های fpga
fpga  ها تراشه های قابل برنامه ریزی هستند که با آنها می توان مدارهای منطقی را پیاده سازی کرد.پروسه کاری به این صورت است که ابتدا ما مدار منطقی مورد نظر را در نرم افزار مربوطه به روش دلخواه طراحی می کنیم.روشهای مختلفی در طراحی نرم افزار برای fpga ها وجود دارد که عبارتند از:
1.شماتیک (schematic)
2.HDL  (hardware description language)
3.دیاگرام حالت (state diagram)
4.دیاگرام زمانی (timing diagram)
با استفاده از یکی از روشهای بالا ما می توانیم مدار مورد نظر را طراحی کنیم ،اما قوی ترین روش در طراحی روش HDLمی باشد .در این روش با استفاده از زبانهای تشریح سخت افزاری ، طراحی مدار را انجام می دهیم .زبان HDL خود به چند دسته تقسیم می شود که VHDL و verilogاز مهم ترین آنها می باشد.
مراحل طراحی مدار دیجیتال با استفاده از FPGA
Design > Syntheses & analysis > fitter > Assemble> Timing analyser > programing
Design:طراحی مدار با روش دلخواه
Syntheses & analysis:تبدیل طرح به سخت افزار
Fitter:جا سازی داخل یک
Assemble: تهیه یک فایل که بتوان داخل آی سی ریخت
Timing analyser: آنالیز تاخیر
Programming: ریختن داخل آی سی
اما یک سوال پیش می آید که تفاوت FPGA  وmicrocontroller  در چیست؟
با استفاده از FPGA می توان یک microcontroller ساخت مانند ALU  در پردازنده micro  ها. در ضمن برای اینکه یک عمل منطقی را در میکروکنترلر انجام دهیم نیاز به چند پالس ساعت است اما در FPGA فقط تاخیر گیت وجود دارد، بنابراین می توان گفت که FPGA ها صدها بار سریع تر ازmicrocontroller ها می باشند.
امروزه استفاده از FPGA ها بسیار گسترده است به طوری که در طراحی کامپیوتر ها و پروژه های گسترده کنترل نیاز به FPGA ها امری اجتناب ناپذیر می باشد .