بررسی FPGA و کاربرد های آن
مقدمه مقاله
امروزه با پیشرفت در زمینه ساخت قطعات قابل برنامه ریزی در روشهای طراحی سخت افزار تکنولوژی V LSIجایگزین SSI شده است.رشد سریع الکترونیک سبب شده است تا امکان طراحی با مدارهای مجتمعی فراهم شود که درآنها استفاده از قابلیت مدار مجتمع با تراکم بالا و کاربرد خاص نسبت به سایر کاربردهای ان اهمیت بیشتری دارد. از اینرواخیرا مدارهای مجتمع با کاربرد خاص( Integrated Circuit (Application Specific به عنوان راه حل مناسبی مورد توجه قرار گرفته است(ASIC) وروشهای متنوعی در تولیداین تراشه ها پدیدآمده است.در یک جمع بندی کلی مزایای طراحی به روش A SIC عبارت است از :
· کاهش ابعاد و حجم سیستم
· کاهش هزینه و افزایش قابلیت اطمینان سیستم که این امر ناشی ازآن است که بخش بزرگی از یک طرح به داخل تراشه منتقل میشود وسبب کاهش زمان ، هزینه مونتاژ راه اندازی ونگهداری طرح می شود و در نتیجه قابلیت اطمینان بالا میرود.
· کاهش مد ت زمان طراحی وساخت وعرضه به بازار
· کاهش توان مصرفی ,نویز واغتشاش
· حفاظت از طرح:سیستم هایی مه با استفاده از تراشه های استاندارد ساخته می شوند به علت وجود اطلاعات کامل در مورد این تراشه ها به راحتی از طریق مهندسی معکوس قابل شناسایی و مشابه سازی هستند.در عین حال امنیت طرح در تجارت از اهمیت زیادی بر خوردار است و اکثر طراحان مایلند تا از این بابت اطمینان حاصل کنند .

اولین تراشه قابل برنامه ریزی که به بازار عرضه شد ، حافظه های فقط خواندنی برنامه پذیر PROM)) بود که خطوط آدرس به عنوان ورودی وخطوط داده به عنوان خروجی این تراشه ها تلقی می شد. PROM شامل دسته ای از گیتهای AND ثابت شده(غیر قابل برنامه ریزی ) که به صورت رمز گشا بسته شده اند و نیز یک ارایه O R قابل برنامه ریزی است.
از آنجایی که PROM دارای قابلیت های لازم برای پیاده سازی مدارهای منطقی نمی باشد، از این تراشه ها بیشتر به عنوان حافظه های قابل برنامه ریزی استفاده می شود.
این قطعات دارای دو آرایه قابل برنامه ریزی AND,OR هستند .در سال ۱۹۲۰ Philips, ساختار PLA را به بازار عرضه کرد که دواشکال ان هزینه گران ساخت ان وسرعت کم آن بود.
شرکت Memories Monolitic برای پوشش دادن اشکالات PLA ساختار آرایه قابل برنامه ریزی منطقی PAL را به بازار عرضه کرد. PAL شامل یک آرایه AND قابل برنامه ریزی و یک OR تثبیت شده است.

فهرست مطالب
مقدمه
ساختار کلی FPGA
مقایسه FPGA با MPGA
مراحل پیاده سازی یک طرح بر روی F PGA
جایگزینی و سیم کشی اتصالات داخلی
انواع متفاوت معماری های F PGA
معیارهای اساسی انتخاب واستفاده ازF PGA
تکنولوژی های مختلف برنامه ریزی
استفاده از S RAM
استفاده از Anti_Fuse
استفاده از تکنولوژی های گیت شناور( E EPROM, EPROM )
معماری بلوکهای منطقی
اثر معماری بلوکهای منطقی بر کارایی F PGA
معماری اتصالات قابل برنامه ریزی
تراشه های قابل بر نامه ریزیCPLD
مقایسه FPGA ها و CPLD ها
انواع PLD ها
مقایسه معماری CPLD ها و FPGA ها
مقایسه CPLD ها و FPGA از نظر اتصالات داخلی
بهره برداری از گیت های منطقی
تکنولوژی ساخت تراشه
زبان توصیف سخت افزاری AHDL
نمادها
اسامی در AHDL
گروهها
محدوده و زیر محدوده گروهها
عبارات بولی
عملگرهای منطقی
عملگرهای حسابی
مقایسه گرها
حق تقدم در عملگرهای بولی و مقایسه گرها
گیتهای استاندارد(ساده)
بافر TRI
ماکروفانکشن ها
پورتها
نگاهی گذرا به VHDL
ویژگیهای زبان VHDL
دستورات زبان VHDL
مراحل پیاده‌سازی برنامه‌های VHDL در FPGA