Fpga அறிமுகம் மற்றும் அது நிரலாக்க கருவிகள்

மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களின் பிரபலமடைந்து வருவதால், பொறியாளர்கள் FPGA களை விட மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைப் பயன்படுத்துகின்றனர். மைக்ரோகண்ட்ரோலர்ஸ் மேலோங்கிய மாறிவிட்டன எஃப்பிஜிஏ ஏனெனில் அவர்களின் மலிவான செலவு, நல்ல ஆதரவு, எளிதாக கிடைக்கும், பெரிய சமூகம், செயலாக்கம், நிரலாக்க முதலியன ஆனால் நுண்செயலிகள் தவிர வேறு போன்ற அறிவுறுத்தல்களை சில வரம்புகளையும் கொண்டிருக்கின்றன நிரல்களிடையே தொடர் கொலை (தொடர்ச்சியான செயலாக்கம்), நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் மறுபயன்பாடு போன்றவை. இருப்பினும், FPGA க்கள் நிரல்களின் இணையான செயல்பாட்டைக் கொண்டிருப்பதால் FPGA இந்த வரம்புகளை சமாளிக்க முடியும், மேலும் இது நெகிழ்வான மற்றும் மறுபயன்பாட்டுக்குரிய வழிமுறையாகும், இது வெவ்வேறு பணிகளுக்கு மீண்டும் மீண்டும் உருவாக்கப்படலாம்.

FPGA என்றால் என்ன, இது மைக்ரோகண்ட்ரோலரிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது

ஒரு புலம்-நிரல்படுத்தக்கூடிய கேட் வரிசை என்பது ஒரு ஒருங்கிணைந்த சுற்று சிலிக்கான் சிப் ஆகும், இது தர்க்க வாயில்களின் வரிசையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இந்த வரிசையை புலத்தில் திட்டமிடலாம், அதாவது பயனர் ஏற்கனவே உள்ளமைவுகளை அதன் புதிய வரையறுக்கப்பட்ட உள்ளமைவுகளுடன் மேலெழுத முடியும் மற்றும் புலத்தில் தங்கள் சொந்த டிஜிட்டல் சுற்றுகளை உருவாக்க முடியும். FPGA களை வெற்று ஸ்லேட்டாக கருதலாம். FPGA கள் தனியாக எதுவும் செய்யாது, அதேசமயம் FPGA க்காக ஒரு பிட் கோப்பு என்று அழைக்கப்படும் உள்ளமைவு கோப்பை உருவாக்குவது வடிவமைப்பாளர்கள்தான். FPGA ஒரு பிட் கோப்புடன் ஏற்றப்பட்டவுடன் டிஜிட்டல் சுற்று போல செயல்படும்.

மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களில், மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களை புலத்தில் திட்டமிடவோ அல்லது மறுசீரமைக்கவோ முடியாது என்பதால் இது அப்படி இல்லை. தற்போதுள்ள உள்ளமைவுகளை மேலெழுத பயனருக்கு அனுமதி இல்லை அல்லது புலத்தில் எந்த டிஜிட்டல் சுற்றுகளையும் உருவாக்க முடியாது. மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் நிரல் செய்ய எளிதானது மற்றும் சமூகமும் பரந்த அளவில் உள்ளது. மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் தனிப்பயன் கட்டமைக்கப்பட்ட மினி கணினிகள், அவை ஐசி வடிவத்தில் வருகின்றன, அதே நேரத்தில் எஃப்ஜிஜிஏக்கள் தர்க்கத் தொகுதிகள் மட்டுமே கொண்டிருக்கின்றன, அவை மீண்டும் மின்சாரமாக மாற்றப்படலாம். மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைப் பொறுத்தவரை, இது FPGA களை விட குறைந்த சக்தியைப் பயன்படுத்துகிறது. FPGA கள் விலை உயர்ந்தவை என்று அறியப்படுகிறது, மேலும் எந்தவொரு சாதனத்தையும் உருவாக்கும்போது மைக்ரோகண்ட்ரோலரை விட அதிக செலவு தேவைப்படுகிறது. குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்காக மைக்ரோகண்ட்ரோலர்கள் உடனடியாக கட்டமைக்கப்படும்போது, ​​FPGA கள் அமைக்க அதிக நேரம் எடுக்கும்.

FPGA கட்டிடக்கலை

ஒரு FPGA ஆனது லாஜிக் செல்கள் அல்லது தொகுதிகள் மற்றும் இன்டர்லிங்க்களின் வழக்கமான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது டெவலப்பர்கள் மற்றும் வடிவமைப்பாளர்களின் முழுமையான கட்டுப்பாட்டின் கீழ் உள்ளது. FPGA முக்கியமாக கட்டமைக்கக்கூடிய லாஜிக் பிளாக் (சி.எல்.பி), ஐ / ஓ பிளாக்ஸ் அல்லது பேட்ஸ் மற்றும் ஸ்விட்ச் மேட்ரிக்ஸ் / இன்டர்நெக்ஷன் கம்பிகள் போன்ற மூன்று முக்கிய தொகுதிகளுடன் கட்டப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு தொகுதியும் சுருக்கமாக கீழே விவாதிக்கப்படும்.

• சி.எல்.பி (கட்டமைக்கக்கூடிய லாஜிக் பிளாக்): இவை எஃப்.பி.ஜி.ஏவின் அடிப்படை செல்கள். இது ஒரு 8-பிட் செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர், இரண்டு 16-பிட் செயல்பாட்டு ஜெனரேட்டர்கள், இரண்டு பதிவேடுகள் (ஃபிளிப்-ஃப்ளாப்ஸ் அல்லது லாட்சுகள்) மற்றும் மறுபிரசுரம் செய்யக்கூடிய ரூட்டிங் கட்டுப்பாடுகள் (மல்டிபிளெக்சர்கள்) ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. வடிவமைக்கப்பட்ட பிற செயல்பாடு மற்றும் மேக்ரோக்களை செயல்படுத்த CLB கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு சி.எல்.பிகளும் ஒவ்வொரு பக்கத்திலும் உள்ளீடுகளைக் கொண்டுள்ளன, இது தர்க்கத்தின் மேப்பிங் மற்றும் பகிர்வுக்கு நெகிழ வைக்கும்.
• I / O பட்டைகள் அல்லது தொகுதிகள்: FPGA இன் செயல்பாடுகளை அணுக வெளிப்புற சாதனங்களுக்கு உள்ளீடு / வெளியீட்டு பட்டைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் I / O பட்டைகள் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு சாதனங்களைப் பயன்படுத்தி வெவ்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு FPGA உடன் தொடர்பு கொள்ளலாம்.
• ஸ்விட்ச் மேட்ரிக்ஸ் / இன்டர்நெக்ஷன் கம்பிகள்: நீண்ட மற்றும் குறுகிய இன்டர்நெக்ஷன் கம்பிகளை நெகிழ்வான இணைப்பில் இணைக்க FPGA இல் ஸ்விட்ச் மேட்ரிக்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வெவ்வேறு வரிகளுக்கு இடையிலான இணைப்புகளை இயக்க / அணைக்க டிரான்சிஸ்டர்களும் இதில் உள்ளன.

FPGA கள் தேவைப்படும்போது

மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களுக்கு சில வரம்புகள் உள்ளன மற்றும் மைக்ரோகண்ட்ரோலர் மற்றும் மைக்ரோபிராசஸர்கள் தொடர்ச்சியாக நிரல்களின் செயல்பாட்டில் இயங்குவதால் இணையாக பணியைச் செய்ய முடியாது, இது சில பயன்பாடுகளில் சற்று மெதுவாக இருக்கும், இந்த சூழ்நிலையில் FPGA களுக்கு ஒரு நன்மை இருக்கிறது மற்றும் திறம்பட பயன்படுத்தப்படலாம். மேலும் அவர்கள் வழிமுறைகளை தங்கள் சுற்றுடன் வந்து ஏனெனில் மைக்ரோகண்ட்ரோலர் மட்டுப்படுத்தப்பட்ட பணிகளை செய்ய முடியும். குறியீட்டை உருவாக்கும் போது ஒரு புரோகிராமர் கட்டுப்பாடுகளைக் கடைப்பிடிக்க வேண்டும். எனவே இந்த சூழ்நிலையிலும், FPGA களுக்கு நன்மை உண்டு.

இருப்பினும், மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைப் பொறுத்தவரை, செயலி ஒரு குறியீட்டிலிருந்து இன்னொரு குறியீட்டிற்கு மாறி ஓரளவு இணையான தன்மையை அடைகிறது. FPGA களைக் காட்டிலும் மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களில் குறியீடுகளை எழுதுவது எளிதாக இருக்கும். FPGA க்களுக்கு இணை செயல்படும் திறமை நிலை எந்திரங்களையும் (FSMs) பயன்படுத்தி திறம்பட குறுக்கீடுகளை கட்டுப்படுத்த உதவுகிறது.

மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைப் பொறுத்தவரை, ஒரு குறுக்கீட்டைத் தீர்க்க ஐ.எஸ்.ஆர் எடுத்த நேரத்தை நீங்கள் கணக்கிட வேண்டும். ஒரு FPGA ஐ மறுபிரசுரம் செய்வதன் மூலம் நீங்கள் எளிதாக மாற்றியமைக்கலாம். ஒரு FPGA இல் உள்ள கட்டமைப்பு சக்தி இயக்கப்படும் போது உள்ளமைக்கக்கூடிய தர்க்க கலங்களில் ஏற்றப்படும்.

FPGA ஐ மறுபிரசுரம் செய்ய நீங்கள் வன்பொருளில் எந்த மாற்றமும் செய்ய தேவையில்லை. FPGA கள் இணையான தரவின் அதிவேக செயலாக்கத்திற்கு ஏற்றவை மற்றும் அதிக அளவு தனிப்பயனாக்கலுடன் வருகிறது. இருப்பினும், முன்மாதிரி செயல்பாட்டின் குறைபாடுகள் மற்றும் உள்ளமைவின் சிக்கலான தன்மையும் அவை உள்ளன. எனவே, மைக்ரோகண்ட்ரோலர்களைக் காட்டிலும் இந்த நன்மைகளுடன் FPGA களைத் தேர்வு செய்யலாம். FPGA நிரலாக்கத்தை ஆரம்பித்து வலியுறுத்துவோம்