بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
سخت افزارهای برنامه پذیر(MPGA , FPGA )
اسلاید 2 :
فصل سوم : سخت افزارهای برنامه پذیر
MPGA
FPGA
مقايسه FPGA و MPGA
مقایسه FPGA و CPLD
انواع FPGA
بر اساس ساختار منابع اتصالي
بر اساس نوع عناصر منطقی برنامه پذیر
بر اساس آرايش بلوکهای منطقی برنامه پذير
کاربردهای FPGA
شركت هاي سازندة FPGA
اسلاید 3 :
آراية دروازه هاي برنامه پذير نقابی (MPGA)
جهت پیاده سازی مدارات منطقی بزرگ
روش نیمه سفارشی
MPGA تراشه نیمه آماده که در آن عملیات ساخت تا آنجایی که مستقل از طرح نهایی است انجام شده (آماده برای سفارشی کردن)
MPGA آرایه ای از ترانزیستورهاست که مي تواند جهت پیاده سازی هر مدار مطلوب به هم متصل شوند
اتصالات بوسیله لایه فلزی و در کارخانه
نسبت به FPGA
به شرط تولید طرح به تعداد زیاد قیمت مناسب
سرعت بیشتر و انعطاف کمتر
در مقایسه با (ASIC) زمان عرضه به بازار کمتر
اسلاید 4 :
آراية دروازه هاي قابل برنامه ريزي ميداني (FPGA)
اولین FPGA در سال 1985 بوسیله شرکت Xilinx
قابل پیکر بندی توسط استفاده کننده نهایی
هزینه و زمان ساخت پایین
آرایه دو بعدی از بلوک های منطقی که می توانند بوسیله یک سری منابع اتصالی موجود در آن به هم متصل شوند
منابع اتصالی
یک سری قطعه سیم با طول متفاوت
یک سری سویچ برنامه پذیر
بلوکهای منطقی
ساختار متفاوت lookup table یا multiplexer يا PAL
اسلاید 5 :
شمای کلی یک FPGA
اسلاید 6 :
مقايسه FPGA و MPGA
مزایای عمدهFPGA در مقابل MPGA
قابلیت برنامه ریزی آن توسط کاربر
قابلیت برنامه ریزی مجدد (انعطاف پذیری)
مناسب برای ایجاد نمونه اولیه
برای تولید با تعداد کم نیز مقرون به صرفه
دو عیب اصلی FPGA در مقابل MPGA
سرعت کمتر (تاخیر انتشار سویچ های برنامه پذیر) سه برابر
چگالی منطقی کمتر (حجم سویچ های برنامه پذیر) 8 تا 12 برابر
گرانتر
اسلاید 7 :
نمودار انتخاب تراشه بر حسب حجم تولید و حجم مدار
اسلاید 8 :
مقایسه FPGA و CPLD
FPGA ها شامل تعداد بیشتری بلوك، فليپ فلاپ و گيت
FPGA ها عموما مبتنی برRAM و CPLD ها مبتنی بر EEPROM
CPLD ها داراي تاخير انتشاري كمتري نسبت به FPGA
قدرت پردازش FPGA فوق العاده بالا بعلت وجود منابع مخصوص جهت طراحي شمارنده ها و توابع محاسباتي خاص
FPGA ها براي طراحي هاي فوق العاده پيچيده ديجيتال
تفاوت سازمان بلوک های برنامه پذیر در FPGA با CPLD و SPLD
اسلاید 9 :
آرایش کلی انواع تراشه های برنامه پذیر
CPLD FPGA CPLD
اسلاید 10 :
انواع FPGA بر اساس ساختار منابع اتصالي
منابع اتصالی:
یک سری سویچ برنامه پذیر
یک سری قطعه سیم با طول متفاوت
سویچ های برنامه پذیر
با استفاده از فيوز
با استفاده از آنتی فیوز
یک سری ترانزیستور که بوسیله EPROM كنترل مي شود
یک سری ترانزیستور که بوسیله EEPROM كنترل مي شود
یک سری ترانزیستور که بوسیله سلول های SRAM كنترل مي شود
اسلاید 11 :
ساختار مبتنی بر فيوز
فيوز يك اتصال فلزي بسيار نازك است كه در اثر عبور جريان ذوب شده و از بين مي رود
در حالت عادی اتصال کوتاه – با برنامه ریزی اتصال باز
سویچ های اولیه از این نوع بودند
کاربرد در PLA وPROM
رفته رفته جای خود را به تکنولوژیCMOS و SRAM وAnti Fuse
اسلاید 12 :
تكنولوژي گیت شناور (EPROM و EEPROM )
درEEPROM بجاي نور ماوراي بنفش يك سيگنال الكتريكي شارژ گيت شناور را تخليه مي كند
کاربرد در CPLD ها و نيز بسياري از SPLD ها
اسلاید 13 :
سویچ های مبتنی بر SRAM
کاربرد در FPGA
هر ترانزیستور بوسیله یک سلول SRAM کنترل می شود
برنامه ریزی سویچ ها = مقدار دهی به این سلول ها
مقدار یک = ترانزیستور روشن
مقدار صفر = ترانزیستور خاموش
اسلاید 14 :
انواع سویچ مبتنی بر SRAM
نقطه شکست
یک ترانزیستور که یک رشته سیم را به دو بخش تقسیم کرده
در صورتی که ترانزیستور روشن شود یک سیم یک تکه خواهیم داشت.
به هر تکه سیم یک Segment گویند
به چند تکه سیم که در یک خط راست قرار گرفته یک Track گویند
اسلاید 15 :
انواع سویچ مبتنی بر SRAM
نقطه تقاطع
یک ترانزیستور که امکان اتصال دو رشته سیم متقاطع را فراهم مي کند
در صورتی که ترانزیستور خاموش باشد دو رشته سیم از روی هم عبور کرده اند
اسلاید 16 :
انواع سویچ مبتنی بر SRAM
انتخاب کننده
دو ترانزیستور که با یک سلول ولی بطور معکوس، کنترل می شوند
امکان اتصال یکی از دو رشته سیم را به رشته سیم سوم فراهم می کنند
انتخاب کننده با ابعاد بزرگتر را نیز نوعی سویچ
به تعداد بیشتری سلول SRAM نياز دارد
اسلاید 17 :
انواع سویچ مبتنی بر SRAM
همه سويه
چهار قطعه سیم از چهار جهت به یک سویچ همه سویه میرسند
شش عدد ترانزیستور که هر کدام با یک سلول SRAM کنترل می شوند
هر یک بطور مستقل مي توانند وصل یا قطع باشند
اسلاید 18 :
تكنولوژي آنتي فيوز
در حال اوليه اتصال باز است و وقتي برنامه ريزي مي شود يك اتصال كوتاه با يك مقاومت كوچك مي شود
اسلاید 19 :
مقايسه تکنولوژی های مختلف ساخت منابع اتصالی
اسلاید 20 :
انواع FPGA بر اساس نوع عناصر منطقی برنامه پذیر
1) ساختار مبتنی بر جدول جستجو(LUT)
یک انتخاب کننده با n خط آدرس
تعداد 2n سلول SRAM متصل به ورودي ها
محتواي جدول درستي در SRAM كپي مي شود
برنامه ريزي= مقدار دهي به SRAM
یکn-LUT قابلیت پیاده سازی هر تابع n ورودي را دارد
