નવું અને મૂળ XC5VLX85T-1FFG1136C ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ

ઉત્પાદન વિશેષતાઓ

ઉત્પાદન માહિતી ભૂલની જાણ કરો

સમાન જુઓ

દસ્તાવેજો અને મીડિયા

પર્યાવરણીય અને નિકાસ વર્ગીકરણ

ફીલ્ડ-પ્રોગ્રામેબલ ગેટ એરે

એફીલ્ડ-પ્રોગ્રામેબલ ગેટ એરે(FPGA) છેઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટઉત્પાદન પછી ગ્રાહક અથવા ડિઝાઇનર દ્વારા રૂપરેખાંકિત કરવા માટે રચાયેલ છે - તેથી આ શબ્દક્ષેત્ર-પ્રોગ્રામેબલ.FPGA રૂપરેખાંકન સામાન્ય રીતે a નો ઉપયોગ કરીને સ્પષ્ટ કરવામાં આવે છેહાર્ડવેર વર્ણન ભાષા(HDL), જે માટે વપરાય છે તેના જેવું જએપ્લિકેશન-વિશિષ્ટ સંકલિત સર્કિટ(ASIC).સર્કિટ ડાયાગ્રામઅગાઉ રૂપરેખાંકન સ્પષ્ટ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા હતા, પરંતુ આના આગમનને કારણે આ વધુને વધુ દુર્લભ છેઇલેક્ટ્રોનિક ડિઝાઇન ઓટોમેશનસાધનો

FPGA ની શ્રેણી ધરાવે છેપ્રોગ્રામેબલ તર્ક બ્લોક્સ, અને પુનઃરૂપરેખાંકિત ઇન્ટરકનેક્ટનો વંશવેલો જે બ્લોકને એકસાથે વાયર થવા દે છે.લોજિક બ્લોક્સ જટિલ કરવા માટે ગોઠવી શકાય છેસંયુક્ત કાર્યો, અથવા સરળ તરીકે કાર્ય કરોતર્કના દરવાજાજેમઅનેઅનેXOR.મોટાભાગના FPGA માં, લોજિક બ્લોક્સનો પણ સમાવેશ થાય છેમેમરી તત્વો, જે સરળ હોઈ શકે છેફ્લિપ-ફ્લોપઅથવા મેમરીના વધુ સંપૂર્ણ બ્લોક્સ.^[1]ઘણા એફપીજીએ વિવિધ અમલીકરણ માટે ફરીથી પ્રોગ્રામ કરી શકાય છેતર્ક કાર્યો, લવચીક પરવાનગી આપે છેપુનઃરૂપરેખાંકિત કમ્પ્યુટિંગમાં કરવામાં આવ્યું હતુંકમ્પ્યુટર સૉફ્ટવેર.

માં FPGA ની નોંધપાત્ર ભૂમિકા છેએમ્બેડેડ સિસ્ટમહાર્ડવેર સાથે એકસાથે સિસ્ટમ સોફ્ટવેર ડેવલપમેન્ટ શરૂ કરવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે વિકાસ, વિકાસના ખૂબ જ પ્રારંભિક તબક્કામાં સિસ્ટમ પરફોર્મન્સ સિમ્યુલેશનને સક્ષમ કરે છે, અને સિસ્ટમ આર્કિટેક્ચરને અંતિમ સ્વરૂપ આપતા પહેલા વિવિધ સિસ્ટમ ટ્રાયલ અને ડિઝાઇન પુનરાવર્તનોને મંજૂરી આપે છે.^[2]

ઇતિહાસ[ફેરફાર કરો]

FPGA ઉદ્યોગમાંથી અંકુર ફૂટ્યોપ્રોગ્રામેબલ રીડ-ઓન્લી મેમરી(PROM) અનેપ્રોગ્રામેબલ લોજિક ઉપકરણો(PLDs).PROM અને PLDs બંને પાસે ફેક્ટરીમાં અથવા ફિલ્ડમાં (ફીલ્ડ-પ્રોગ્રામેબલ) બેચમાં પ્રોગ્રામ કરવાનો વિકલ્પ હતો.^[૩]

અલ્ટેરાતેની સ્થાપના 1983માં થઈ હતી અને તેણે 1984માં ઉદ્યોગનું પ્રથમ રિપ્રોગ્રામેબલ લોજિક ડિવાઈસ આપ્યું હતું - EP300 - જેમાં પેકેજમાં ક્વાર્ટઝ વિન્ડો દર્શાવવામાં આવી હતી જે વપરાશકર્તાઓને ભૂંસી નાખવા માટે ડાઈ પર અલ્ટ્રા-વાયોલેટ લેમ્પને ચમકાવવાની મંજૂરી આપે છે.EPROMકોષો કે જે ઉપકરણ રૂપરેખાંકન ધરાવે છે.^[4]

Xilinxપ્રથમ વ્યાપારી રીતે સધ્ધર ફીલ્ડ-પ્રોગ્રામેબલનું ઉત્પાદન કર્યુંગેટ એરે1985 માં^[૩]- XC2064.^[5]XC2064 પાસે પ્રોગ્રામેબલ ગેટ અને ગેટ વચ્ચે પ્રોગ્રામેબલ ઇન્ટરકનેક્ટ છે, જે નવી ટેકનોલોજી અને માર્કેટની શરૂઆત છે.^[6]XC2064 પાસે 64 કન્ફિગરેબલ લોજિક બ્લોક્સ (CLB) હતા, જેમાં બે ત્રણ-ઇનપુટ હતાલુકઅપ કોષ્ટકો(LUTs).^[7]

1987 માં, ધનેવલ સરફેસ વોરફેર સેન્ટર600,000 પુનઃપ્રોગ્રામેબલ ગેટ્સને અમલમાં મૂકતા કમ્પ્યુટર વિકસાવવા માટે સ્ટીવ કેસેલમેન દ્વારા પ્રસ્તાવિત પ્રયોગને ભંડોળ પૂરું પાડ્યું.કેસેલમેન સફળ રહ્યો હતો અને 1992 માં સિસ્ટમ સંબંધિત પેટન્ટ જારી કરવામાં આવી હતી.^[૩]

Altera અને Xilinx પડકાર વિના ચાલુ રહ્યા અને 1985 થી 1990 ના દાયકાના મધ્ય સુધી ઝડપથી વૃદ્ધિ પામ્યા જ્યારે સ્પર્ધકો ઉછળ્યા, તેમના બજાર હિસ્સાના નોંધપાત્ર ભાગને ઘટાડ્યો.1993 સુધીમાં, એક્ટેલ (હવેમાઇક્રોસેમી) લગભગ 18 ટકા બજારમાં સેવા આપતું હતું.^[6]

1990નો દશક FPGAs માટે ઝડપી વૃદ્ધિનો સમયગાળો હતો, બંને સર્કિટ સોફિસ્ટિકેશન અને ઉત્પાદનના જથ્થામાં.1990 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, FPGA નો મુખ્યત્વે ઉપયોગ થતો હતોદૂરસંચારઅનેનેટવર્કિંગ.દાયકાના અંત સુધીમાં, FPGA એ ઉપભોક્તા, ઓટોમોટિવ અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સમાં તેમનો માર્ગ શોધી કાઢ્યો.^[8]

2013 સુધીમાં, અલ્ટેરા (31 ટકા), એક્ટેલ (10 ટકા) અને Xilinx (36 ટકા) મળીને FPGA માર્કેટના આશરે 77 ટકાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે.^[9]

માઇક્રોસોફ્ટ જેવી કંપનીઓએ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, કોમ્પ્યુટેશનલી સઘન સિસ્ટમોને વેગ આપવા માટે FPGA નો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું છે (જેમ કેમાહિતી કેન્દ્રોજે તેમના કામ કરે છેબિંગ સર્ચ એન્જિન), કારણેવોટ દીઠ કામગીરીલાભ FPGAs પહોંચાડે છે.^[10]માઇક્રોસોફ્ટે FPGA નો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ કર્યુંવેગ આપોBing 2014 માં, અને 2018 માં તેમના માટે અન્ય ડેટા સેન્ટર વર્કલોડ પર FPGA ને જમાવવાનું શરૂ કર્યુંનીલમ ક્લાઉડ કમ્પ્યુટિંગપ્લેટફોર્મ^[૧૧]

નીચેની સમયરેખા FPGA ડિઝાઇનના વિવિધ પાસાઓમાં પ્રગતિ સૂચવે છે:

ગેટ્સ

• 1987: 9,000 ગેટ્સ, Xilinx^[6]
• 1992: 600,000, નેવલ સરફેસ વોરફેર વિભાગ^[૩]
• 2000 ના દાયકાની શરૂઆતમાં: લાખો^[8]
• 2013: 50 મિલિયન, Xilinx^[૧૨]

બજારનું કદ

• 1985: પ્રથમ વ્યાપારી FPGA: Xilinx XC2064^[5][6]
• 1987: $14 મિલિયન^[6]
• c1993: >$385 મિલિયન^{[6][નિષ્ફળ ચકાસણી]}
• 2005: $1.9 બિલિયન^[13]
• 2010નો અંદાજ: $2.75 બિલિયન^[13]
• 2013: $5.4 બિલિયન^[14]
• 2020 અંદાજ: $9.8 બિલિયન^[14]

ડિઝાઇન શરૂ થાય છે

એડિઝાઇન શરૂઆતFPGA પર અમલીકરણ માટે નવી કસ્ટમ ડિઝાઇન છે.

• 2005: 80,000^[15]
• 2008: 90,000^[16]

ડિઝાઇન[ફેરફાર કરો]

સમકાલીન FPGA પાસે વિશાળ સંસાધનો છેતર્કના દરવાજાઅને જટિલ ડિજિટલ ગણતરીઓ અમલમાં મૂકવા માટે RAM બ્લોક્સ.FPGA ડિઝાઇન ખૂબ જ ઝડપી I/O દરો અને દ્વિપક્ષીય ડેટાનો ઉપયોગ કરે છેબસો, સેટઅપ સમયની અંદર માન્ય ડેટાના સાચા સમયની ચકાસણી કરવી અને સમય પકડી રાખવો એ એક પડકાર બની જાય છે.

ફ્લોર પ્લાનિંગઆ સમય મર્યાદાઓને પહોંચી વળવા FPGA ની અંદર સંસાધન ફાળવણીને સક્ષમ કરે છે.FPGA નો ઉપયોગ કોઈપણ તાર્કિક કાર્યને અમલમાં મૂકવા માટે થઈ શકે છે જેASICપ્રદર્શન કરી શકે છે.શિપિંગ પછી કાર્યક્ષમતાને અપડેટ કરવાની ક્ષમતા,આંશિક પુનઃરૂપરેખાંકનડિઝાઇનના એક ભાગનો^[17]અને ASIC ડિઝાઇન (સામાન્ય રીતે ઊંચી એકમ કિંમત હોવા છતાં) સંબંધિત નીચા નોન-રિકરિંગ એન્જિનિયરિંગ ખર્ચ, ઘણી એપ્લિકેશનો માટે ફાયદા પ્રદાન કરે છે.^[1]

કેટલાક FPGA માં ડિજિટલ કાર્યો ઉપરાંત એનાલોગ સુવિધાઓ હોય છે.સૌથી સામાન્ય એનાલોગ લક્ષણ પ્રોગ્રામેબલ છેમનોરંજન દરદરેક આઉટપુટ પિન પર, એન્જિનિયરને હળવા લોડેડ પિન પર નીચા દરો સેટ કરવાની મંજૂરી આપે છે જે અન્યથારિંગઅથવાદંપતીઅસ્વીકાર્ય રીતે, અને હાઇ-સ્પીડ ચેનલો પર ભારે લોડ થયેલ પિન પર ઊંચા દરો સેટ કરવા માટે જે અન્યથા ખૂબ ધીમેથી ચાલશે.^[૧૮][19]ક્વાર્ટઝ પણ સામાન્ય છે-ક્રિસ્ટલ ઓસિલેટર, ઓન-ચીપ રેઝિસ્ટન્સ-કેપેસીટન્સ ઓસીલેટર, અનેતબક્કા-લૉક લૂપ્સએમ્બેડેડ સાથેવોલ્ટેજ-નિયંત્રિત ઓસિલેટરઘડિયાળ જનરેશન અને મેનેજમેન્ટ તેમજ હાઇ-સ્પીડ સીરીયલાઇઝર-ડીસીરિયલાઇઝર (SERDES) ટ્રાન્સમિટ ઘડિયાળો અને રીસીવર ઘડિયાળ પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વપરાય છે.એકદમ સામાન્ય વિભેદક છેતુલનાકારોકનેક્ટ કરવા માટે રચાયેલ ઇનપુટ પિન પરવિભેદક સંકેતચેનલોથોડા "મિશ્ર સંકેતFPGAs” સંકલિત પેરિફેરલ ધરાવે છેએનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર(ADCs) અનેડિજિટલ-ટુ-એનાલોગ કન્વર્ટર(DACs) એનાલોગ સિગ્નલ કન્ડીશનીંગ બ્લોક્સ સાથે તેમને a તરીકે કામ કરવાની મંજૂરી આપે છેસિસ્ટમ-ઓન-એ-ચીપ(SoC).^[20]આવા ઉપકરણો FPGA વચ્ચેની રેખાને અસ્પષ્ટ કરે છે, જે તેના આંતરિક પ્રોગ્રામેબલ ઇન્ટરકનેક્ટ ફેબ્રિક પર ડિજિટલ અને શૂન્ય ધરાવે છે, અનેફીલ્ડ-પ્રોગ્રામેબલ એનાલોગ એરે(FPAA), જે તેના આંતરિક પ્રોગ્રામેબલ ઇન્ટરકનેક્ટ ફેબ્રિક પર એનાલોગ મૂલ્યો ધરાવે છે.