एफपीजीए: या सर्व चीप आणि त्यांच्या प्रोग्रामिंगबद्दल

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना एफपीजीए अधिकाधिक लोकप्रिय झाले आहेत शेवटच्या काळात जरी व्यावसायिक अनुप्रयोगांसाठी या चिप्स बर्‍याचदा वापरल्या जातात, परंतु DIYers आणि निर्मात्यांना देखील ज्यांना चिपच्या आत एक स्वतंत्र सर्कीट लागू करायचे असते त्यांना हे स्पष्ट होते की हे सर्व फायदे आहेत. आपले लेआउट किंवा नमुने पाठविण्यासाठी एखादे फॅक्टरी शोधणे स्वस्त किंवा सोपे नाही आणि आपल्यासाठी सानुकूल चिप तयार केली आहे.

हे खरे आहे की काही फाउंड्री परवानगी देतात वेफर्स किंवा मल्टीप्रोजेक्ट वेफर्स बनवा त्यांची चाचणी घेण्यासाठी व्यक्ती किंवा विद्यापीठातून चिप्स बनविणे. या प्रकारचे कारखाने आहेत, मी म्हटल्याप्रमाणे, शोधणे कठीण आहे, ते सहसा परदेशात असतात आणि ते स्वस्त नसतात. थोड्या वेळाने, आपल्या चिप्सचे नमुने मान्य केलेल्या पत्त्यावर पाठविले जातात, परंतु त्यांची चाचणी घेण्यात किंवा ते कार्य करतात याची तपासणी करण्यास ते जबाबदार नाहीत. हे सर्व आपल्या डिझाइनवर अवलंबून आहे ...

una त्यास पर्यायी उपाय म्हणजे एफपीजीए खरेदी करणे आणि आपल्याला चिपच्या आत अंमलात आणण्यासाठी आवश्यक असलेले प्रोग्राम ...

एफपीजीए म्हणजे काय?

एफपीजीए म्हणजे फील्ड प्रोग्राम करण्यायोग्य गेट अ‍ॅरे. ते डिजिटल डिव्हाइस किंवा चिप्स आहेत जे व्यावहारिकदृष्ट्या कोणतीही गोष्ट अंमलात आणण्यासाठी कॉन्फिगर केली जाण्यास सक्षम आहेत. म्हणजेच, दुसर्‍या शब्दांत, ही एक रिकामी चिप आहे जिथे आपण "लिहू शकता". याचा अर्थ असा की आपण एक सीपीयू, मेमरी, एक नियंत्रक, कोणतेही तर्कशास्त्र इ. लागू करू शकता, एक वेगवान ऑपरेशन साध्य करू शकता आणि इलेक्ट्रॉनिक घटकांसह नव्हे तर चिपमध्ये समाकलित करण्याच्या सर्व फायद्यांसह.

१ 1984 in X मध्ये एफपीजीएचा शोध लावणारा रॉस फ्रीमन आणि बर्नार्ड व्हॉन्डरशमित हेच होते. त्यांनी ते त्या काळातील सीपीएलडी चिप्सची उत्क्रांती म्हणून केले. सीपीएलडी प्रोग्राम करण्यायोग्य चिप्समध्ये काही कमतरता होती ज्याने नवीन एफपीजीए डिझाइनचे निराकरण केले आणि त्यानंतर ते आजपर्यंत विकसित झाले आहेत.

एफपीजीए मार्केट इतके फलदायी आहे की कंपन्यांना आवडते इंटेल, झिलिन्क्स, अल्टेरा, क्विक लॉजिक, लॅटिस इ., त्यांनी चांगले एफपीजीए विकसित करण्यासाठी तसेच त्यांच्यासाठी एम्बेड केलेले प्रोग्रामिंग वातावरण किंवा आयडीई विकसित करण्यासाठी बरेच गुंतवणूक केली आहे. अशा प्रकारे विकसक किंवा निर्मात्यांचे कार्य सुलभ करण्यासाठी खूप चांगले प्लॅटफॉर्म प्रदान करणे.

सध्या हे उत्पादक केवळ प्रोग्राम करण्यायोग्य चिपच प्रदान करत नाहीत, तर त्या समाविष्ट करतात असंख्य सहायक घटक विकसकांना अधिक शक्यता आणण्यासाठी. उदाहरणार्थ, त्यामध्ये फ्लॅश मेमरी सेल्स, एसडीआरएएम मेमरी सेल्स इत्यादी समाविष्ट आहेत.

ते कशासाठी वापरले जातात?

म्हणूनच, एफपीजीए एक एएसआयसीसारखेच असू शकते परंतु त्यासारखेच आम्ही निवडू शकतो काय होईल. उदाहरणार्थ, आम्ही प्रोग्राम करण्यासाठी एक कोड तयार करु आणि त्या एका सीपीयू, जीपीयू, एक अ‍ॅडर, मेमरी कंट्रोलर किंवा एकाच चिपवर लागू केलेल्या कोणत्याही अन्य लॉजिक सर्किटमध्ये बदलू शकतो.

शक्यता खूपच अंतहीन आहेत. खरं तर, मी तुम्हाला वेबसाइटला भेट देण्याची शिफारस करतो ओपनकोर्स.ऑर्ग, अनेक प्रकल्प ऑफर करण्यासाठी समर्पित साइट hardware libre. यासाठी तुम्हाला VHDL, Verligo, इ. मध्ये कोड सापडतील रॅम, सीपीयू, जीपीयू, नियंत्रक, एएलयू, एफपीयू, डिकोडर्स आणि एक लांब इ..

हे कसे प्रोग्राम केले जाते?

एफपीजीए प्रोग्राम करण्यासाठी आम्ही जीएनयू / लिनक्स, विंडोज आणि मॅकओएस सारख्या आमच्या आवडत्या ऑपरेटिंग सिस्टमवरून हे करू शकतो, जरी विंडोजसाठी निश्चितच अधिक विकास वातावरण आहेत. साधारणपणे, त्याच कंपन्या एफपीजीए ऑफर करतात कार्य करण्यासाठी खूप संपूर्ण आयडीई आणि त्याच सॉफ्टवेअर सूटमध्ये आपल्याला आवश्यक असलेली सर्व साधने कोठे शोधावीत.

आपल्याला याची देखील आवश्यकता असेल एफपीजीए चिप किंवा बोर्ड आणि आवश्यक केबल किंवा प्रोग्रामर ज्याद्वारे आपण एफपीजीएला लेखी कोड एफपीजीएमध्ये पास करण्यासाठी आपल्या पीसीशी एफपीजीए कनेक्ट करू शकता आणि म्हणून हा प्रोग्राम केलेला आहे. आर्दूइनो बोर्डबरोबर आपण जे करता त्याप्रमाणेच हे काहीतरी आहे, मायक्रोकंट्रोलरच्या प्रोग्राम करण्यायोग्य मेमरीमध्ये आर्डूनो आयडीई प्रोग्राम लिहित आहे.

केवळ एफपीजीएच्या बाबतीत आमच्याकडे जे आहे ते म्हणजे मेट्रिक्स किंवा मेमरीक्स किंवा मेमरीक सेल्स, आणि गेट्स, ओआरटी, फ्लिप-फ्लॉप्स आणि इतर सारख्या प्राथमिक घटकांचा अ‍ॅरे. मूलभूत घटक किंवा डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्सचे ब्लॉक जे आपण वापरू शकतो. लेखी प्रोग्रामसह आपण हे करणार आहोत की एएलयूसारख्या आपल्यास आवश्यक असलेले छोटे सर्किट तयार करण्यासाठी या आवश्यक ब्लॉक्सचे एकत्रिकरण केले जाईल.

म्हणजेच, आम्ही आमच्या आयडीईमध्ये एखाद्या अ‍ॅडरला प्रोग्राम करत असल्यास, या अ‍ॅडरची अंमलबजावणी करण्यासाठी आवश्यक ब्लॉक ते दुवा साधणार आहेत एफपीजीए अंतर्गत योग्य मार्ग जेणेकरुन चिप एक अ‍ॅडर म्हणून कार्य करते. सोपा बरोबर? सर्वसाधारणपणे या प्रोग्रामिंगसाठी शारीरिक पातळीवर बर्‍याच पद्धती वापरल्या जातात, जसे की त्या बाबतीत कायम दुवा साधण्यासाठी आठवणी किंवा फ्यूज.

ते कोणत्या वेगाने ऑपरेट करतात यावर अवलंबून असेल घड्याळ वारंवारता ज्यासाठी आम्ही खरेदी केलेली एफपीजीए. उदाहरणार्थ, सर्वात मूलभूत सहसा 50 मेगाहर्ट्झ येथे काम करतात, तर बरेच लोक जास्त वारंवारतेने तसे करतात. M० मेगाहर्ट्झवरील एफपीजीएच्या बाबतीत, याचा अर्थ असा की ते प्रति सेकंद ,50०,००,००० वेळा दराने कार्य करेल. मी उदाहरणादाखल दिलेली अ‍ॅडर सुरू ठेवल्यास आपण त्या रकमेची रक्कम एका सेकंदात करू शकता ...

च्या थीमसह पुढे जात आहे प्रोग्रामिंगएकदा आम्हाला कळले की आपण अर्डिनो आयडीईमध्ये किंवा इतर प्रोग्राम विकसित करण्यासाठी जसे कोड लिहू शकता आणि हार्डवेअर स्तरावर हे कसे केले जाते हे पाहून, मी म्हणेन की ते खरोखर असे प्रोग्रामिंग नाही. त्याऐवजी हे हार्डवेअर वर्णन आहे. खरं तर, व्हीएचडीएल, वेरिलोग इत्यादी हार्डवेअर वर्णन भाषा वापरल्या जातात.

सह त्या प्रोग्रामचे तार्किक स्तरावर वर्णन केले आहे आम्हाला कार्यान्वित करू इच्छित लहान सर्किट काय करते. आणि मग ते एफपीजीएवर जाईल. जरी हे सत्य आहे की काही प्लॅटफॉर्म सी सारख्या प्रोग्रामिंग भाषांमध्ये प्रोग्रामिंगला एफपीजीएमध्ये सीपीयू लागू करण्यास आणि त्यानंतर मेमरीमध्ये लोड करण्यासाठी प्रोग्राम तयार करण्यास परवानगी देतात आणि प्रोसेसरद्वारे प्रक्रिया केली जातात.

अर्दूनो सह एकत्रीकरण

एफपीजीए सहसा स्वतंत्रपणे वापरले जातात, परंतु हे खरे आहे की बाजारात अशी अनेक साधने आणि उपकरणे आहेत ज्यामुळे आपले जीवन समाकलित करणे सोपे होईल आरडिनो प्लॅटफॉर्मसह एफपीजीए. अरुडिनोसह आपल्या प्रकल्पांमध्ये एफपीजीए आणण्यासाठी मंडळाचे उदाहरण आहे एमकेआर विदोर 4000, जरी इतर आहेत.

एमकेआर विडोर 4000 हे तीन चिप्स असलेले एक बोर्ड आहे. त्यापैकी एक एफपीजीए आहे, विशेषत: इंटेल चक्रीवादळ. ब्लूटूथ एलई किंवा लो पॉवर कनेक्टिव्हिटी आणि वायफाय सुसंगततेसाठी इतर चीप देखील आहेत. कनेक्टिव्हिटी कार्यक्षमता प्रदान करण्यासाठी आणि आपल्यास एफपीजीएमध्ये आवश्यक असलेल्या गोष्टी अंमलात आणण्यास सक्षम होण्यासाठी आपल्या अर्दूनोला प्रदान करण्यासाठी एक चांगला पूरक.

यासह आपल्याकडे ए सानुकूल हार्डवेअर, आपल्यास इच्छित हेतूसाठी स्वत: द्वारे कॉन्फिगर केलेले. हे अंतहीन शक्यता देते.