Hva er en FPGA?

En feltprogrammerbar gate array (FPGA) er en datamaskinlogikkbrikke som ikke er kablet av produsenten. Dette betyr at den kan programmeres etter kjøp. Det er tusenvis av tilpasningsalternativer som er tilgjengelige på en typisk FPGA. Disse programmerbare enhetene er portene, også kjent som logiske blokker eller oppslagstabellfiler (LUT).

Siden antallet logiske blokker på en FPGA er for mange til å opprettes manuelt, genereres de via et program. Programmerere kan deretter velge fra en rekke kategorier for å tilpasse dem for et bestemt system. De kan bruke sine egne programmer for å samhandle med programmet på FPGA-brikken og gjøre endringene.

Når du programmerer en FPGA, kan flere sammenkoblede elementer brukes til å konfigurere logiske blokker etter behov. Innholdet i LUT-er varierer, avhengig av hvordan de er programmert. Noen utfører enkeltfunksjoner mens andre er i stand til en mer kompleks rekke oppgaver. Noen FPGA-er kan også inneholde både analoge og digitale elementer. Disse sjetongene har ofte også muligheten til at disse elementene kan fungere sammen.

LUT-ene er koblet sammen med et nettverk av ledninger. Avhengig av hvilken funksjon som kreves, kan ledningene kjøre gjennom filene i en rett linje, eller et mer komplekst nettverk av diagonale tilkoblinger. En LUT kan være koblet til flere andre filer via flere kabelforbindelser. Filene kan også kobles sammen med en serie ledninger som kalles bære- eller dedikerte rutekjeder, som hjelper til med å flytte bare visse typer informasjon slik at den kan behandles raskere.

For å programmere en logikkfunksjon med en FPGA, må den først skisseres i tekst eller visuelle filer. Deretter lastes informasjonen ned i programvaren som følger med FPGA. Når prosessen er fullført, er funksjonen vanligvis i drift.

Selv om en FPGA er dyrere enn en fast kablet logikkbrikke, kan den bidra til å spare ressurser som brukere kan programmere for å passe til deres spesifikke krav. Dette kan redusere behovet for ekstra arbeid og den ekstra tiden som trengs for å imøtekomme en chip som ikke er skreddersydd. En programmerbar brikke kan også være enklere å bruke, ettersom brukerfunksjonene, for eksempel menyer, kan tilpasses.

Feltprogrammerbare gate-array-kretser er et alternativ til den applikasjonsspesifikke integrerte kretsen (ASIC). Disse kretsene er fastkablet før de forlater fabrikken. De er komponenter på tavlenivå, i motsetning til feltprogrammerbare portnivåelementer.