XCVU9P-2FLGA2104I – એકીકૃત સર્કિટ, એમ્બેડેડ, FPGAs (ફીલ્ડ પ્રોગ્રામેબલ ગેટ એરે)

કામગીરીનો સિદ્ધાંત:
એફપીજીએ લોજિક સેલ એરે (એલસીએ) જેવા ખ્યાલનો ઉપયોગ કરે છે, જે આંતરિક રીતે ત્રણ ભાગો ધરાવે છે: રૂપરેખાંકિત લોજિક બ્લોક (સીએલબી), ઇનપુટ આઉટપુટ બ્લોક (આઈઓબી) અને આંતરિક ઇન્ટરકનેક્ટ.ફીલ્ડ પ્રોગ્રામેબલ ગેટ એરે (FPGAs) એ પરંપરાગત લોજિક સર્કિટ અને ગેટ એરે જેમ કે PAL, GAL અને CPLD ઉપકરણો કરતાં અલગ આર્કિટેક્ચર સાથે પ્રોગ્રામેબલ ઉપકરણો છે.એફપીજીએના તર્કને પ્રોગ્રામ કરેલ ડેટા સાથે આંતરિક સ્થિર મેમરી કોષોને લોડ કરીને અમલમાં મૂકવામાં આવે છે, મેમરી કોષોમાં સંગ્રહિત મૂલ્યો લોજિક કોષોના તર્ક કાર્ય અને મોડ્યુલો એકબીજા સાથે અથવા I/ સાથે કેવી રીતે જોડાયેલા છે તે નક્કી કરે છે. ઓ.મેમરી કોષોમાં સંગ્રહિત મૂલ્યો તર્ક કોષોના તાર્કિક કાર્ય અને મોડ્યુલો એકબીજા સાથે અથવા I/Os સાથે કેવી રીતે જોડાયેલા છે તે નક્કી કરે છે અને આખરે FPGA માં અમલમાં મુકી શકાય તેવા કાર્યો, જે અમર્યાદિત પ્રોગ્રામિંગને મંજૂરી આપે છે. .

ચિપ ડિઝાઇન:
અન્ય પ્રકારની ચિપ ડિઝાઇનની તુલનામાં, FPGA ચિપ્સ માટે સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ થ્રેશોલ્ડ અને વધુ સખત મૂળભૂત ડિઝાઇન પ્રવાહ જરૂરી છે.ખાસ કરીને, ડિઝાઇન FPGA યોજનાકીય સાથે નજીકથી જોડાયેલ હોવી જોઈએ, જે ખાસ ચિપ ડિઝાઇનના મોટા પાયે માટે પરવાનગી આપે છે.C માં મેટલેબ અને વિશિષ્ટ ડિઝાઇન અલ્ગોરિધમ્સનો ઉપયોગ કરીને, બધી દિશામાં સરળ પરિવર્તન પ્રાપ્ત કરવું શક્ય હોવું જોઈએ અને આ રીતે ખાતરી કરવી જોઈએ કે તે વર્તમાન મુખ્ય પ્રવાહની ચિપ ડિઝાઇન વિચારસરણી સાથે સુસંગત છે.જો આ કિસ્સો હોય, તો સામાન્ય રીતે ઉપયોગી અને વાંચી શકાય તેવી ચિપ ડિઝાઇનને સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઘટકોના વ્યવસ્થિત એકીકરણ અને અનુરૂપ ડિઝાઇન ભાષા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જરૂરી છે.FPGAs નો ઉપયોગ બોર્ડ ડીબગીંગ, કોડ સિમ્યુલેશન અને અન્ય સંબંધિત ડિઝાઇન કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે સક્ષમ કરે છે કે વર્તમાન કોડ એ રીતે લખાયેલ છે અને ડિઝાઇન સોલ્યુશન ચોક્કસ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.આ ઉપરાંત, પ્રોજેક્ટ ડિઝાઇન અને ચિપ ઓપરેશનની અસરકારકતાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ડિઝાઇન અલ્ગોરિધમ્સને પ્રાથમિકતા આપવી જોઈએ.ડિઝાઇનર તરીકે, પ્રથમ પગલું એ ચોક્કસ અલ્ગોરિધમ મોડ્યુલનું નિર્માણ કરવાનું છે જેની સાથે ચિપ કોડ સંબંધિત છે.આ એટલા માટે છે કારણ કે પૂર્વ-ડિઝાઇન કરેલ કોડ એલ્ગોરિધમની વિશ્વસનીયતાને સુનિશ્ચિત કરવામાં મદદ કરે છે અને એકંદર ચિપ ડિઝાઇનને નોંધપાત્ર રીતે ઑપ્ટિમાઇઝ કરે છે.સંપૂર્ણ બોર્ડ ડીબગીંગ અને સિમ્યુલેશન પરીક્ષણ સાથે, સ્ત્રોત પર સમગ્ર ચિપને ડિઝાઇન કરવામાં અને હાલના હાર્ડવેરની એકંદર રચનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા ચક્ર સમયને ઘટાડવાનું શક્ય હોવું જોઈએ.આ નવા ઉત્પાદન ડિઝાઇન મોડેલનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, બિન-માનક હાર્ડવેર ઇન્ટરફેસ વિકસાવતી વખતે.

FPGA ડિઝાઇનમાં મુખ્ય પડકાર હાર્ડવેર સિસ્ટમ અને તેના આંતરિક સંસાધનોથી પરિચિત થવાનો છે, તેની ખાતરી કરવા માટે કે ડિઝાઇન ભાષા ઘટકોના અસરકારક સંકલનને સક્ષમ કરે છે અને પ્રોગ્રામની વાંચનક્ષમતા અને ઉપયોગને બહેતર બનાવે છે.આ ડિઝાઇનર પર ઉચ્ચ માંગ પણ મૂકે છે, જેમને જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે બહુવિધ પ્રોજેક્ટ્સમાં અનુભવ મેળવવાની જરૂર છે.

 પ્રોજેક્ટની અંતિમ પૂર્ણતા સુનિશ્ચિત કરવા, પ્રોજેક્ટની વાસ્તવિક પરિસ્થિતિના આધારે સમસ્યાના ઉકેલની દરખાસ્ત કરવા અને FPGA ઑપરેશનની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે અલ્ગોરિધમ ડિઝાઇનને વ્યાજબીતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની જરૂર છે.એલ્ગોરિધમ નક્કી કર્યા પછી મોડ્યુલ બનાવવા માટે વાજબી હોવું જોઈએ, પછીથી કોડ ડિઝાઇનને સરળ બનાવવા માટે.કાર્યક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા સુધારવા માટે કોડ ડિઝાઇનમાં પૂર્વ-ડિઝાઇન કરેલ કોડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.ASICsથી વિપરીત, FPGAs પાસે ટૂંકા વિકાસ ચક્ર હોય છે અને તેને હાર્ડવેરની રચનામાં ફેરફાર કરવા માટે ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓ સાથે જોડી શકાય છે, જે કંપનીઓને નવી પ્રોડક્ટ્સ ઝડપથી લોન્ચ કરવામાં અને કોમ્યુનિકેશન પ્રોટોકોલ પરિપક્વ ન હોય ત્યારે બિન-માનક ઇન્ટરફેસ વિકાસની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવામાં મદદ કરી શકે છે.