Integrated Circuit IC Chip Electronic Component XC5VLX110-1FFG1153C FPGA Virtex-5

Продукт атрибуттары

Продукт маалыматынын катасын кабарлоо

Окшошту көрүү

Документтер жана медиа

Экологиялык жана экспорттук классификациялар

Талаада программалануучу дарбаза массиви

Аталаада программалануучу дарбаза массиви(FPGA) болуп саналатинтегралдык схемаөндүрүштөн кийин кардар же дизайнер тарабынан конфигурацияланууга арналган - демек, терминталаада программалануучу.FPGA конфигурациясы көбүнчө a аркылуу аныкталатаппараттык сыпаттоо тили(HDL), ан үчүн колдонулганга окшошколдонмого тиешелүү интегралдык микросхема(ASIC).Электр схемаларымурун конфигурацияны тактоо үчүн колдонулган, бирок бул пайда болгонуна байланыштуу барган сайын сейрек кездешетэлектрондук дизайн автоматташтырууаспаптар.

FPGA массивдерин камтыйтпрограммалоочу логикалык блоктор, жана блокторду бириктирүүгө мүмкүндүк берүүчү кайра конфигурациялануучу өз ара байланыштардын иерархиясы.Логикалык блокторду комплекстүү аткаруу үчүн конфигурациялоого болоткомбинациялык функциялар, же жөнөкөй иш кыллогикалык дарбазаларсыяктууЖАНАжанаXOR.Көпчүлүк FPGAларда логикалык блоктор да киретэс элементтери, бул жөнөкөй болушу мүмкүнфлип-флоптарже эстутумдун толук блоктору.^[1]Көптөгөн FPGA башка ишке ашыруу үчүн кайра программаланышы мүмкүнлогикалык функциялар, ийкемдүү болууга мүмкүндүк береткайра конфигурациялануучу эсептөөжылы аткарылгандайкомпьютердик программа.

FPGAлардын өзгөчө ролу баркамтылган системасистемалык программалык камсыздоону иштеп чыгууну аппараттык жабдыктар менен бир убакта баштоо, системанын иштөөсүн симуляциялоону иштеп чыгуунун эң алгачкы этабында ишке ашыруу жана системанын архитектурасын жыйынтыктоодон мурда системанын ар кандай сыноолоруна жана долбоорлоо итерацияларына уруксат берүү жөндөмдүүлүгүнө байланыштуу иштеп чыгуу.^[2]

тарых[түзөтүү]

FPGA өнөр жайы өсүп чыкканпрограммалануучу окуу үчүн гана эстутум(PROM) жанапрограммалоочу логикалык түзүлүштөр(PLDs).PROMs жана PLDs экөө тең заводдо же талаада партияларда программалоо мүмкүнчүлүгүнө ээ (талаада программалануучу).^[3]

Altera1983-жылы негизделген жана 1984-жылы тармактын биринчи кайра программалануучу логикалык түзүлүшүн - EP300 - пакетте кварц терезеси менен камсыз кылган, ал колдонуучуларга ультра кызгылт көк лампаны өчүрүү үчүн штампка жаркыратууга мүмкүндүк берген.EPROMтүзмөк конфигурациясын кармап турган клеткалар.^[4]

Xilinxбиринчи коммерциялык жактан жарамдуу талаа-программалоочу өндүрүлгөндарбаза массив1985-жылы^[3]– XC2064.^[5]XC2064 жаңы технологиянын жана рыноктун башталышы болгон дарбазалардын ортосунда программалануучу дарбазалар жана программалануучу өз ара байланыштар болгон.^[6]XC2064 64 конфигурациялануучу логикалык блокторго (CLB) ээ, эки үч киргизүү менентаблицаларды издөө(LUTs).^[7]

1987-жылыАскер-деңиз жер үстүндөгү согуш борбору600 000 кайра программалануучу дарбазаларды ишке ашыра турган компьютерди иштеп чыгуу үчүн Стив Кассельман тарабынан сунушталган экспериментти каржылаган.Кассельман ийгиликтүү болуп, системага байланыштуу патент 1992-жылы берилген.^[3]

Altera жана Xilinx талашсыз уланып, 1985-жылдан 1990-жылдардын ортосуна чейин тездик менен өсүп, атаандаштар өсүп, алардын рыноктук үлүшүнүн олуттуу бөлүгүн талкалап салышкан.1993-жылы, Actel (азырMicrosemi) рыноктун 18 процентке жакынын тейлеген.^[6]

1990-жылдар FPGA үчүн схеманын татаалдыгы боюнча да, өндүрүштүн көлөмү боюнча да тез өсүш мезгили болгон.1990-жылдардын башында, FPGAлар негизинен колдонулгантелекоммуникацияларжанатармактык.Он жылдыктын аягында, FPGAлар керектөөчү, унаа жана өнөр жайлык тиркемелерде өз жолун тапты.^[8]

2013-жылга карата Altera (31 пайыз), Actel (10 пайыз) жана Xilinx (36 пайыз) чогуу FPGA рыногунун болжол менен 77 пайызын түзгөн.^[9]

Microsoft сыяктуу компаниялар жогорку өндүрүмдүүлүктөгү, эсептөө интенсивдүү системаларды тездетүү үчүн FPGAларды колдоно башташты (мисалы,маалымат борборлоруаларды иштеткенBing издөө системасы), уламватт үчүн өндүрүмдүүлүкартыкчылыгы FPGAs жеткирет.^[10]Microsoft FPGAлерди колдоно баштадытездетүү2014-жылы Bing, жана 2018-жылы FPGAларды башка маалымат борборлорунун жүктөмдөрү үчүн жайылта баштады.Azure булуттагы эсептөөплатформа.^[11]

Төмөнкү графиктер FPGA дизайнынын ар кандай аспектилериндеги прогрессти көрсөтөт:

Гейтс

• 1987: 9000 дарбаза, Xilinx^[6]
• 1992: 600,000, Аскер-деңиз жер үстүндөгү согуш бөлүмү^[3]
• 2000-жылдардын башы: миллиондогон^[8]
• 2013: 50 миллион, Xilinx^[12]

Базардын көлөмү

• 1985: Биринчи коммерциялык FPGA: Xilinx XC2064^[5][6]
• 1987: 14 миллион доллар^[6]
• в.1993: >385 миллион доллар^{[6][текшерүү ишке ашкан жок]}
• 2005: $1,9 млрд^[13]
• 2010-жылдагы эсептөөлөр: $2,75 млрд^[13]
• 2013-жыл: 5,4 миллиард доллар^[14]
• 2020-жылга баа: 9,8 миллиард доллар^[14]

Дизайн башталат

Адизайн башталышыбир FPGA боюнча ишке ашыруу үчүн жаңы салт дизайн болуп саналат.

• 2005: 80 000^[15]
• 2008: 90 000^[16]

Дизайн[түзөтүү]

Заманбап FPGAлар чоң ресурстарга ээлогикалык дарбазаларжана татаал санариптик эсептөөлөрдү ишке ашыруу үчүн RAM блоктору.Анткени FPGA дизайны абдан тез киргизүү/чыгаруу ылдамдыгын жана эки багыттуу маалыматтарды колдонотавтобустар, орнотуу жана кармоо убактысынын ичинде жарактуу маалыматтардын туура убакытын текшерүү кыйынга турат.

Кабат пландооБул убакыт чектөөлөрүн канааттандыруу үчүн FPGA ичинде ресурстарды бөлүштүрүүгө мүмкүндүк берет.FPGA ар кандай логикалык функцияны ишке ашыруу үчүн колдонулушу мүмкүнASICаткара алат.Жеткирүүдөн кийин функцияны жаңыртуу мүмкүнчүлүгү,жарым-жартылай кайра конфигурациялоодизайндын бир бөлүгү^[17]жана ASIC дизайнына салыштырмалуу аз кайталанбаган инженердик чыгымдар (жалпысынан бирдиктин баасы жогору болгонуна карабастан), көптөгөн колдонмолор үчүн артыкчылыктарды сунуштайт.^[1]

Кээ бир FPGAлар санариптик функциялардан тышкары аналогдук өзгөчөлүктөргө ээ.Эң кеңири таралган аналогдук өзгөчөлүк - бул программалоочуайлануу ылдамдыгыар бир чыгуучу пинде инженерге жеңил жүктөлгөн төөнөгүчтөр үчүн төмөн тарифтерди коюуга мүмкүндүк берет, башкача айткандашакекжежубайларкабыл алынгыс жана жогорку ылдамдыктагы каналдардагы катуу жүктөлгөн төөнөгүчтөргө жогорку чендерди коюу, антпесе өтө жай иштей турган.^[18][19]Ошондой эле кеңири таралган кварц-кристаллдык осцилляторлор, чиптеги каршылык-сыйымдуулук осцилляторлору, жанафазалык кулпуланган циклдеркамтылган мененчыңалуу менен башкарылуучу осцилляторлорсааттарды түзүү жана башкаруу, ошондой эле жогорку ылдамдыктагы сериализатор-десериализатор (SERDES) берүү сааттарын жана кабыл алуучу саатты калыбына келтирүү үчүн колдонулат.Бир кыйла кеңири таралган айырмачылыктарсалыштыргычтартуташтыруу үчүн иштелип чыккан киргизүү пиндериндедифференциалдык сигнализацияканалдар.Бир нече "аралаш сигналFPGAs” интеграцияланган перифериялык түзүлүшкө ээаналогдук-санариптик өзгөрткүчтөр(ADCs) жанасанариптик-аналогдук өзгөрткүчтөр(DACs) аналогдук сигналды кондициялоочу блоктору бар, алар бир катары иштөөгө мүмкүндүк беретчипте система(SoC).^[20]Мындай түзүлүштөр FPGA ортосундагы сызыкты бүдөмүктөйт, ал өзүнүн ички программалануучу өз ара байланыш түзүмүндө санариптик жана нөлдөрдү алып жүрөт жанаталаада программалануучу аналогдук массив(FPAA).