چکیده
آرایه گیت قابل برنامه نویسی میدانی (FPGA)، یک پلت فرم مداری کارآمد و قابل پیکربندی مجدد است و در دهه گذشته، به یک دستگاه ریزتراشه پردازش سیگنال هسته ای برای سیستم های دیجیتال تبدیل شده است. با توسعه سریع تکنولوژی نیمه هادی، یکپارچه سازی سازی عملکرد و سیستم ادوات FPGA به طور قابل توجهی پیشرفت نموده است، و در عین حال چالش های جدیدی بوجود آمده است. طراحی معماری FPGA به منظور تکامل و برآورده سازی این چالش ها مورد نیاز است و در عین حال باید از چگالی فزاینده ریزتراشه بیش از هر زمان دیگری استفاده نمود. این مطالعه به بررسی توسعه های اخیر معماری FPGA پیشرفته، از جمله بهبود فن آوری های برنامه نویسی، بلوک های منطقی، اتصالات، و منابع تعبیه شده می پردازد. علاوه بر این، برخی از مسائل مهم طراحی در حال ظهور از معماری FPGA، مانند FPGA های مبتنی بر حافظه جدید و FPGA سه بعدی نیز به منظور ارائه چشم اندازی برای توسعه آینده FPGA ارائه می شود.
1. مقدمه
آرایه های گیت قابل برنامه نویسی میدانی (FPGA ها)، ادوات سیلیکونی پیش ساخته هستند که می توانند به لحاظ الکتریکی برای اجرای تقریبا هر نوع مدار و یا سیستم دیجیتال برنامه نویسی شوند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، ساختار اساسی FPGA شامل یک دریا بلوک های منطقی (LBS)، یک شبکه اتصال داخلی، و بلوک های I / O قابل پیکربندی می شود. به علت یکپارچگی در سطح بسیار بالا، ادوات FPGA اخیر نیز شامل بلوک های حافظه، بلوک های DSP سیم بندی شده، بلوک های مدیریت ساعت، و بلوک های فرستنده-گیرنده داده ها با سرعت بالا می شوند که تماماً به صورت یکپارچه سازی [1-3] تعبیه شده اند.بلوک های منطقی منابع اصلی پردازش دیجیتال هستند و بسته به عملکرد مورد نیاز برای پیاده سازی، هر یک از آنها برای انجام ترکیبی و عملیات پی در پی پیکربندی می شوند.
برای عملیات های ترکیبی، مجموعه ای از جداول مراجعه (LUTS) به عنوان تولیدکننده های تابع منطقی مستقل به کار گرفته می شوند و برای عملیات های پی در پی، مجموعه ای از D-فلیپ فلاپ ها گنجانده می شوند. علاوه بر این، برخی از اشکال تکامل یافته LB برای حمایت از توابع اضافی، مانند ذخیره سازی محلی (حافظه RAM توزیع)، شیفت رجیستر (SR)، عملیات مالتی پلکسر ، و عملیات های جمع کننده / کم کننده بهینه سازی می شوند. شبکه اتصال توسط کاربر به منظور پیوند بسیاری از LBها در صورت لزوم قابل برنامه نویسی می باشد [4-7].
-این مقاله در نشریه اسپرینگر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان فناوری های پیشرفته در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
