آموزش FPGA-جلسه دوم-تاریخچه FPGA و سیستم های دیجیتال

آموزش FPGA-جلسه دوم-تاریخچه FPGA و سیستم های دیجیتال

کاربرد میکروپروسسورها در FPGA

       شکل 1-2: FPGA ها با ساختار  SOPC.

P2-SOC

 شکل 1-3: FPGA ها با ساختار  SOC.

دومین جلسه  از مجموعه آموزش FPGA را با هدف بررسی تاریخچه سیستم های دیجیتال به ویژه تاریخچه FPGA ادامه می دهیم. همان گونه که در جلسه اول آموزش FPGA گفته شد، از سال 2005 به بعد، ایده طراحی سیستم ­های تعبیه شده(ٍEmbedded System) به صورت قابل توجهی تغییر کرد و این امکان به وجود آمد تا طراحی از سطح گیت و HDL به طراحی در سطح سیستم برسد. همین جهش تکنولوژی عامل اصلی ایجاد پروسسورهای سی و دو بیتی نرم ­افزاری  NIOSII توسط شرکت ALTERA و MicroBlaze توسط شرکت XILINX شد. Altera و Xilinx دو شرکت  بزرگ تولید کننده FPGA در سطح دنیا هستند.  در حال حاضر، توسعه نرم­ افزاری و ایجاد تکنولوژی­ هایی مانند SOPC و یا SOC که به ترتیب  این لغات اختصار واژه های  (System on a Programmable Chip)  و (System on Chip) هستند. این سیستم ها این امکان را در اختیار کاربر قرار می­­ دهند تا کاربر بتواند با زبان­ های سطح بالا مانند C، جاوا (JAVA) و یا برمبنای سیستم عامل ­هایی مانند Linux، میکرو C برای FPGA ها برنامه ­ریزی کنند. در شکل های 1-2  و 1-3 این ساختار های جدید  نشان داده شده است. شکل 1-2 نمایی کلی از یک تکنولوژی SOPC را نشان داده است.

شعار اصلی این تکنولوژی، طراحی یک سیستم در مدت زمان چند دقیقه است و از ویژگی­ های منحصربه­ فرد آن می ­توان به طراحی نسبتا آسان و سریع اشاره کرد. کاربر در این سیستم قادر خواهد بود در مدت زمان اندکی واحدهای مختلفی همچون USB، PIO،SDRAM،FIFO و … براحتی در کنار هم قرار داده و سیستم مورد نیاز خود را طراحی نماید. شکل 1-2 ، نمایی از درون یک سیستم با تکنولوژی SOPC را نشان داده است. آن چیزی که در این سیستم بسیار مهم است باس(BUS) هوشمندی تحت عنوان باس  Avalon می ­باشد. این باس، این قدرت را دارد تا یک واحد هشت بیتی را به راحتی به یک واحد سی ­و دو بیتی متصل نماید و این در حالی است که در گذشته این امر با مشکلات و زحمت بسیار زیادی انجام می ­شد.

با توجه به جهش روز افزون هسته ­های ARMو قابلیت­هایی که این سیستم­ ها در اختیار کاربران خود قرار می ­دهند استفاده از این سیستم­ ها به امری مهم و اجتناب­ ناپذیر در صنعت الکترونیک تبدیل شده  است. در حقیقت، این تکنولوژی این قابلیت را به کاربران خود می­دهد تا با خرید یک آی­سی، علاوه بر داشتن تمام امکانات قبلی، از تمامی مزیت­ های ARM نیز در پروژه­ های خود استفاده نمایند. در تکنولوژی SOC، عمدتا هدف اصلی، به کارگیری  سیستم عامل بر روی آی­ سی می ­باشد که این امکان را به کاربر می ­­دهد تا از یک کامپیوتر کوچک در پروژه­ های خود بهرمند شود. همان­گونه که در شکل 1-3 نشان داده شده است، آرایه­ های منطقی برنامه پذیر مبتنی بر تکنولوژی SOC از هسته های ARM در کنار هسته ­های سی و دو بیتی خود استفاده می­ کنند. دوستان گرامی که علاقه مند می توانند ادامه مطلب را در جلسه سوم آموزش FPGA مطالعه نمایند.

منابع:

  (Springer)Rapid prototyping of digital systems

https://en.wikipedia.org/wiki/Field-programmable_gate_array

 

 

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *