Despre FPGA-uri
Recent m-a cuprins "febra" circuitelor reprogramabile. Pentru cei mai puțin familiarizați cu acest domeniu, un circuit reprogramabil este compus dintr-un număr foarte mare de porți logice care se pot interconecta prin programarea unor conexiuni la nivelul matricei de siliciu. Programarea se face cu ajutorul unor platforme dedicate și printr-un limbaj cu care se poate proiecta un circuit la nivel hardware – HDL. Interconectarea suportă un număr aproape infinit de configurații. Astfel se poate proiecta la nivel hardware o configurație completă de porți logice care, împreună, generează o anumită funcționalitate. Marele avantaj este că, spre deosebire de circuitele cu logică predefinită, configurația unui circuit programabil poate fi modificată hardware prin... software. Circuitele cu logică [re]programabilă au mai multe avantaje, dar cele mai importante sunt cele legate de timpul și costul de implementare. De pildă, costurile de producție ale unui circuit specializat (ASIC – Application Specific Integrated Circuit) sunt de ordinul milioanelor de dolari din cauză că producția matricei de siliciu este foarte scumpă. În cazul unor erori, această matrice practic se aruncă la coș și trebuie luat totul de la capăt. Aceeași logică poate fi creată într-un circuit cu logică programabilă iar, în cazul unor erori, pur și simplu trebuie doar schimbat codul software care definește partea de hardware. Avantajul este evident. Din seria circuitelor cu logică programabilă, cele mai importante sunt CPLD-urile (Complex Programmable Logic Device[s]) și FPGA-urile (Field Programmable Graphic Arrays). Principala diferență dintre cele două este că FPGA-urile au nevoie de un ROM extern pentru a stoca configurația, care se încarcă în circuit la pornire. Pentru mai multe detalii aici, în secțiunea "Features".
În radioamatorism, FPGA-urile reprezintă alegerea ideală pentru o serie de proiecte care implică procesarea digitală a semnalelor, arhitecturi DSP complexe se pot realiza cu un efort de programare mult mai mic decât în cazul DSP-urilor dedicate. Există, evident, un compromis între gradul de complexitate al circuitului și logicii sale și decizia de a alege între implementarea pe un FPGA sau circuit DSP dedicat. Decizia este ajutată de oferta extrem de bogată de plăci de experimentare și prototipare cu FPGA-uri, cu prețuri extrem de avantajoase în comparație cu oferta similară pentru DSP-uri.
Cursuri recomandate
Coursera
- Introduction to FPGA Design for Embedded Systems » Certificat
- Hardware Description Languages for FPGA Design » Certificat
- Expanded FPGA Training with NIOS II (University of Colorado, Boulder) » Descriere » Pagina cursului