FPGA design

FPGA design verwijst naar het proces van het ontwerpen en implementeren van digitale circuits binnen een Field-Programmable Gate Array (FPGA). Een FPGA is een geïntegreerde schakeling die ontworpen is om door de klant of de ontwerper na fabricage geprogrammeerd te worden voor specifieke taken. Dit in tegenstelling tot Application-Specific Integrated Circuits (ASICs), die tijdens de fabricage voor een specifieke toepassing worden ontworpen.

Ontwerpproces van FPGA

1. Specificatie: Definiëren van de functionaliteit en prestatie-eisen van het digitale systeem dat in de FPGA zal worden geïmplementeerd.
2. Ontwerp: Het gebruik van hardwarebeschrijvingstalen (zoals VHDL of Verilog) om de logica en het gedrag van het gewenste digitale systeem te modelleren. Dit omvat het ontwerpen van digitale circuits zoals logische poorten, flipflops, en meer complexe structuren zoals processoren en geheugencontrollers.
3. Simulatie: Het testen van het ontwerp door middel van softwarematige simulatie om te verifiëren dat het aan de specificaties voldoet. Dit helpt fouten te identificeren en te corrigeren voordat het ontwerp in de FPGA wordt geïmplementeerd.
4. Synthese: Het omzetten van het hardwarebeschrijvingsmodel naar een netlist, een gedetailleerde beschrijving van de fysieke logische poorten en hun verbindingen, die compatibel is met de specifieke FPGA-architectuur.
5. Plaatsing en routering: Het toewijzen van de logische functies uit de netlist naar specifieke fysieke locaties binnen de FPGA en het optimaliseren van de verbindingen tussen deze functies voor prestaties en efficiëntie.
6. Implementatie: Het programmeren van de FPGA met de gegenereerde configuratiegegevens, waardoor de FPGA de gespecificeerde digitale functies uitvoert.
7. Testen en verificatie: Het fysiek testen van de FPGA in een real-world scenario of systeem om te verifiëren dat het correct functioneert.

FPGA’s bieden aanzienlijke flexibiliteit omdat ze op elk moment opnieuw geprogrammeerd kunnen worden om verschillende taken uit te voeren, wat ze bijzonder nuttig maakt in prototyping, onderzoek, en in toepassingen waar de eisen kunnen veranderen na de initiële ontwikkeling. FPGA-ontwerp wordt toegepast in diverse gebieden, zoals telecommunicatie, automotive systemen, beeldverwerking, cryptografie, en meer, waar aanpasbaarheid en snelheid van cruciaal belang zijn.

FPGA bij Inspiro

• Systeemarchitectuur
• Verificatie (regressie testen)
• AMD/Xilinx (Vivado), Intel (Quartus) en overige vendors
• Signaal- en beeldbewerking
• Digitale filters en algoritmes; FIR, IIR, FFT
• High speed communicatie
• Interfacing met standaard en proprietary bussen en protocollen
• High performance geheugeninterfaces
• Geïntegreerde processorkernen (softcores en hardcores)
• Procesbesturing
• Aansturing van periferie

Ontdek de mogelijkheden

Wilt u meer weten over de mogelijkheden met programmeerbare logica?