XC7K420T-2FFG901I - الدوائر المتكاملة، ومصفوفات البوابات المدمجة والقابلة للبرمجة ميدانيًا

مزايا
مزايا FPGA هي كما يلي:
(1) تتكون FPGAs من موارد الأجهزة مثل الخلايا المنطقية وذاكرة الوصول العشوائي والمضاعفات وما إلى ذلك. ومن خلال تنظيم موارد الأجهزة هذه بشكل عقلاني، يمكن تنفيذ دوائر الأجهزة مثل المضاعفات والسجلات ومولدات العناوين وما إلى ذلك.
(2) يمكن تصميم FPGAs باستخدام الرسوم البيانية أو Verilog HDL، بدءًا من دوائر البوابات البسيطة وحتى دوائر FIR أو FFT.
(3) يمكن إعادة برمجة FPGAs بشكل لا نهائي، وتحميل حل تصميم جديد في بضع مئات من المللي ثانية فقط، باستخدام إعادة التكوين لتقليل الحمل الزائد للأجهزة.
(4) يتم تحديد تردد تشغيل FPGA بواسطة شريحة FPGA بالإضافة إلى التصميم، ويمكن تعديله أو استبداله بشريحة أسرع لتلبية بعض المتطلبات الصعبة (على الرغم من أن تردد التشغيل بالطبع ليس غير محدود ويمكنه يمكن زيادتها، ولكنها تحكمها عمليات IC الحالية وعوامل أخرى).
سلبيات
عيوب FPGA هي كما يلي:
(1) تعتمد FPGAs على تنفيذ الأجهزة لجميع الوظائف ولا يمكنها تنفيذ عمليات مثل القفزات الشرطية المتفرعة.
(2) يمكن لـ FPGA تنفيذ عمليات النقاط الثابتة فقط.
باختصار: تعتمد FPGAs على الأجهزة لتنفيذ جميع الوظائف ويمكن مقارنتها بالرقائق المخصصة من حيث السرعة، ولكن هناك فجوة كبيرة في مرونة التصميم مقارنة بمعالجات الأغراض العامة.

لغات ومنصات التصميم

الأجهزة المنطقية القابلة للبرمجة هي حاملات الأجهزة التي تعمل على تجسيد الوظائف المحددة والمواصفات الفنية للتطبيقات الإلكترونية من خلال تقنية EDA.تعد FPGAs، باعتبارها أحد الأجهزة الرئيسية التي تنفذ هذا المسار، موجهة نحو المستخدم مباشرة، ومرنة للغاية ومتعددة الاستخدامات، وسهلة الاستخدام، وسريعة الاختبار والتنفيذ في الأجهزة.
لغة وصف الأجهزة (HDL) هي لغة تستخدم لتصميم أنظمة المنطق الرقمي ووصف الدوائر الرقمية، وأهمها المستخدمة بشكل شائع هي VHDL وVerilog HDL وSystem Verilog وSystem C.
باعتبارها لغة وصف أجهزة شاملة، تتميز لغة وصف أجهزة الدوائر المتكاملة عالية السرعة (VHDL) بخصائص كونها مستقلة عن دائرة الأجهزة المحددة ومستقلة عن منصة التصميم، مع مزايا القدرة على الوصف واسعة النطاق، وليس يعتمد على أجهزة محددة، والقدرة على وصف تصميم منطق التحكم المعقد في كود صارم وموجز، وما إلى ذلك. وهو مدعوم من قبل العديد من شركات EDA وقد تم استخدامه على نطاق واسع في مجال التصميم الإلكتروني.تستخدم على نطاق واسع.
VHDL هي لغة عالية المستوى لتصميم الدوائر، وبالمقارنة مع لغات وصف الأجهزة الأخرى، فهي تتميز بخصائص اللغة البسيطة والمرونة والاستقلالية عن تصميم الأجهزة، مما يجعلها لغة وصف الأجهزة الشائعة لتقنية EDA وجعل تقنية EDA أكثر في متناول المصممين.
Verilog HDL هي لغة وصف الأجهزة المستخدمة على نطاق واسع والتي يمكن استخدامها في مراحل متعددة من عملية تصميم الأجهزة، بما في ذلك النمذجة والتوليف والمحاكاة.
مزايا Verilog HDL: مشابه لـ C، سهل التعلم ومرن.حساسية الموضوع.المزايا في كتابة التحفيز والنمذجة.العيوب: لا يمكن اكتشاف العديد من الأخطاء أثناء الترجمة.
إيجابيات VHDL: بناء جملة صارم وتسلسل هرمي واضح.العيوب: وقت التعريف الطويل، غير مرن بما فيه الكفاية.
برنامج Quartus_II عبارة عن بيئة تصميم كاملة متعددة المنصات تم تطويرها بواسطة Altera، والتي يمكنها تلبية احتياجات التصميم لمختلف FPGAs وCPLDs، وهي بيئة شاملة لتصميم النظام القابل للبرمجة على الرقاقة.
Vivado Design Suite، هي بيئة تصميم متكاملة تم إصدارها بواسطة بائع FPGA Xilinx في عام 2012. وتتضمن بيئة تصميم متكاملة للغاية وجيلًا جديدًا من الأدوات من النظام إلى مستوى IC، وكلها مبنية على نموذج بيانات مشترك قابل للتطوير وبيئة تصحيح أخطاء مشتركة.يوفر Xilinx Vivado Design Suite نواة FIFO IP التي يمكن تطبيقها بسهولة على التصاميم.