XC7K420T-2FFG901I – Circuitos integrados, incorporados, matrizes de portas programáveis ​​em campo

Vantagens
As vantagens dos FPGAs são as seguintes:
(1) FPGAs consistem em recursos de hardware, como células lógicas, RAM, multiplicadores, etc. Ao organizar esses recursos de hardware de forma racional, circuitos de hardware como multiplicadores, registradores, geradores de endereços, etc.
(2) Os FPGAs podem ser projetados usando diagramas de blocos ou Verilog HDL, desde circuitos de porta simples até circuitos FIR ou FFT.
(3) Os FPGAs podem ser reprogramados infinitamente, carregando uma nova solução de design em apenas algumas centenas de milissegundos, usando reconfiguração para reduzir a sobrecarga de hardware.
(4) A frequência operacional do FPGA é determinada pelo chip FPGA, bem como pelo design, e pode ser modificada ou substituída por um chip mais rápido para atender a certos requisitos exigentes (embora, é claro, a frequência operacional não seja ilimitada e possa ser aumentado, mas é regido pelos atuais processos de IC e outros fatores).
Desvantagens
As desvantagens dos FPGAs são as seguintes:
(1) Os FPGAs dependem da implementação de hardware para todas as funções e não podem implementar operações como saltos condicionais de ramificação.
(2) Os FPGAs só podem implementar operações de ponto fixo.
Resumindo: os FPGAs dependem de hardware para implementar todas as funções e podem ser comparados a chips dedicados em termos de velocidade, mas há uma grande lacuna na flexibilidade de design em comparação com processadores de uso geral.

Linguagens e plataformas de design

Dispositivos lógicos programáveis ​​são portadores de hardware que concretizam as funções estabelecidas e especificações técnicas de aplicações eletrônicas através da tecnologia EDA.Os FPGAs, como um dos principais dispositivos que implementam esse caminho, são diretamente orientados ao usuário, extremamente flexíveis e versáteis, fáceis de usar e rápidos para testar e implementar em hardware.
Linguagem de Descrição de Hardware (HDL) é uma linguagem utilizada para projetar sistemas lógicos digitais e descrever circuitos digitais, os principais comumente utilizados são VHDL, Verilog HDL, System Verilog e System C.
Como uma linguagem de descrição de hardware completa, a Linguagem de Descrição de Hardware de Circuito Integrado de Muito Alta Velocidade (VHDL) tem as características de ser independente do circuito de hardware específico e da plataforma de design, com as vantagens da capacidade de descrição de ampla faixa, não dependente de dispositivos específicos e a capacidade de descrever o projeto de lógica de controle complexa em um código rigoroso e conciso, etc. É apoiado por muitas empresas EDA e tem sido amplamente utilizado no campo do projeto eletrônico.amplamente utilizado.
VHDL é uma linguagem de alto nível para projeto de circuitos e, em comparação com outras linguagens de descrição de hardware, possui as características de uma linguagem simples, flexibilidade e independência do projeto de dispositivos, tornando-a uma linguagem de descrição de hardware comum para a tecnologia EDA e tornando a tecnologia EDA mais acessível aos designers.
Verilog HDL é uma linguagem de descrição de hardware amplamente utilizada que pode ser usada em vários estágios do processo de design de hardware, incluindo modelagem, síntese e simulação.
Vantagens do Verilog HDL: semelhante ao C, fácil de aprender e flexível.Maiúsculas e minúsculas.Vantagens na escrita de estímulos e modelagem.Desvantagens: muitos erros não podem ser detectados em tempo de compilação.
Prós do VHDL: Sintaxe rigorosa, hierarquia clara.Desvantagens: longo tempo de familiarização, pouco flexível.
O software Quartus_II é um ambiente de design multiplataforma completo desenvolvido pela Altera, que pode atender às necessidades de design de vários FPGAs e CPLDs, e é um ambiente abrangente para design de sistemas programáveis ​​no chip.
Vivado Design Suite, um ambiente de design integrado lançado pelo fornecedor de FPGA Xilinx em 2012. Inclui um ambiente de design altamente integrado e uma nova geração de ferramentas do sistema ao nível de IC, todos construídos em um modelo de dados escalonável compartilhado e um ambiente de depuração comum.o Xilinx Vivado Design Suite fornece núcleos FIFO IP que podem ser facilmente aplicados a projetos.