XC7K420T-2FFG901I – Circuiti integrati, integrati, array di gate programmabili sul campo

Vantaggi
I vantaggi degli FPGA sono i seguenti:
(1) Gli FPGA sono costituiti da risorse hardware come celle logiche, RAM, moltiplicatori, ecc. Organizzando razionalmente queste risorse hardware, è possibile implementare circuiti hardware come moltiplicatori, registri, generatori di indirizzi, ecc.
(2) Gli FPGA possono essere progettati utilizzando diagrammi a blocchi o Verilog HDL, da semplici circuiti gate a circuiti FIR o FFT.
(3) Gli FPGA possono essere riprogrammati all'infinito, caricando una nuova soluzione di progettazione in poche centinaia di millisecondi, utilizzando la riconfigurazione per ridurre il sovraccarico dell'hardware.
(4) La frequenza operativa dell'FPGA è determinata dal chip FPGA e dal design e può essere modificata o sostituita con un chip più veloce per soddisfare determinati requisiti rigorosi (sebbene, ovviamente, la frequenza operativa non sia illimitata e possa essere aumentata, ma è regolata dagli attuali processi di CI e da altri fattori).
Svantaggi
Gli svantaggi degli FPGA sono i seguenti:
(1) Gli FPGA si basano sull'implementazione hardware per tutte le funzioni e non possono implementare operazioni come i salti condizionati di ramificazione.
(2) Gli FPGA possono implementare solo operazioni a virgola fissa.
In sintesi: gli FPGA si basano sull'hardware per implementare tutte le funzioni e possono essere paragonati ai chip dedicati in termini di velocità, ma c'è un grande divario nella flessibilità di progettazione rispetto ai processori generici.

Linguaggi e piattaforme di progettazione

I dispositivi logici programmabili sono supporti hardware che concretizzano le funzioni stabilite e le specifiche tecniche delle applicazioni elettroniche attraverso la tecnologia EDA.Gli FPGA, essendo uno dei dispositivi tradizionali che implementano questo percorso, sono direttamente orientati all'utente, estremamente flessibili e versatili, facili da usare e rapidi da testare e implementare nell'hardware.
Hardware Description Language (HDL) è un linguaggio utilizzato per progettare sistemi logici digitali e descrivere circuiti digitali, i principali comunemente usati sono VHDL, Verilog HDL, System Verilog e System C.
In quanto linguaggio di descrizione hardware a tutto tondo, il linguaggio di descrizione hardware del circuito integrato ad altissima velocità (VHDL) ha le caratteristiche di essere indipendente dal circuito hardware specifico e indipendente dalla piattaforma di progettazione, con i vantaggi di una capacità di descrizione ad ampio raggio, non dipendente da dispositivi specifici e dalla capacità di descrivere la progettazione di una logica di controllo complessa in un codice rigoroso e conciso, ecc. È supportato da molte società EDA ed è stato ampiamente utilizzato nel campo della progettazione elettronica.ampiamente usato.
VHDL è un linguaggio di alto livello per la progettazione di circuiti e, rispetto ad altri linguaggi di descrizione hardware, ha le caratteristiche di un linguaggio semplice, flessibilità e indipendenza dalla progettazione del dispositivo, rendendolo un linguaggio di descrizione hardware comune per la tecnologia EDA e rendendo la tecnologia EDA più accessibile ai progettisti.
Verilog HDL è un linguaggio di descrizione hardware ampiamente utilizzato che può essere utilizzato in più fasi del processo di progettazione hardware, tra cui modellazione, sintesi e simulazione.
Vantaggi di Verilog HDL: simile al C, facile da apprendere e flessibile.Maiuscole e minuscole.Vantaggi nello stimolo e nella modellazione della scrittura.Svantaggi: molti errori non possono essere rilevati in fase di compilazione.
Pro VHDL: sintassi rigorosa, gerarchia chiara.Svantaggi: tempo lungo per familiarizzare, non abbastanza flessibile.
Il software Quartus_II è un ambiente di progettazione multipiattaforma completo sviluppato da Altera, in grado di soddisfare le esigenze di progettazione di vari FPGA e CPLD ed è un ambiente completo per la progettazione di sistemi programmabili su chip.
Vivado Design Suite, un ambiente di progettazione integrato rilasciato dal fornitore di FPGA Xilinx nel 2012. Include un ambiente di progettazione altamente integrato e una nuova generazione di strumenti dal livello di sistema a quello di circuito integrato, il tutto costruito su un modello di dati scalabile condiviso e un ambiente di debug comune.Xilinx Vivado Design Suite fornisce core IP FIFO che possono essere facilmente applicati ai progetti.