Altera® FPGA noções básicas e primeiros passos
conceitos básicos sobre FPGA
Conhecimento de fundo: circuitos integrados e design lógico
Circuitos integrados (ICs) são geralmente chamados "chips". Eles implementam circuitos eletrônicos muito pequenos em um substrato de silício. CPUs, GPUs e FPGAs são todas ICs. A maioria dos ICs implementa design lógico. Os sinais elétricos entram em um IC e são interpretados como um "0" ou como um "1" com base em seu nível de tensão. Você pode olhar para sinais diferentes para reunir muitos valores, ou você pode olhar para o mesmo sinal muitas vezes diferentes e ver como ele muda.
O projeto de lógica está projetando circuitos para tomar decisões com base nesses valores "0" e "1". Um projeto lógico é composto de portas lógicas para comparar dois ou mais valores diferentes, para responder a perguntas como: "Os dois valores são os mesmos?" ou "Os dois valores são iguais a 1?" Além disso, estruturas chamadas de espaço "flipflops" saem dessas perguntas no tempo. Os projetos lógicos modernos têm milhares a trilhões de portas lógicas.
Uma boa analogia é quando você ouve música para piano. Cada contagem de tempo, o músico determina que nota você vai ouvir. Cada decisão é simples, mas uma bela música requer muitas decisões e muita habilidade. Uma série de bons projetos de lógica em um IC pode produzir respostas computacionais incríveis!
O que é um FPGA?
FPGA é um acrônimo para Field Programmable Gate Array. FPGAs são ICs semicondutores, onde a vasta maioria das funcionalidades dentro do dispositivo pode ser modificada; alterado pelo engenheiro de projeto, alterado durante o processo de montagem do PCB, ou mesmo alterado após um produto ser implantado.
As mudanças são produzidas alterando as entradas e saídas elétricas que estão sendo recebidas, quais portas lógicas e flipflops são implementadas e como essas portas estão sendo conectadas juntas.
Um FPGA é composto de uma grade de lógica configurável, conhecida como módulos de lógica adaptativa (ALMs), e blocos especializados, como blocos de processamento de sinal digital (DSP) e blocos de memória de acesso aleatório (RAM). Esses blocos programáveis são combinados por meio de interconexões de roteamento configuráveis para implementar circuitos digitais completos.
Quem usa FPGAs?
Desenvolvedores
Os desenvolvedores usam FPGAs no setor de eletrônicos para muitas aplicações diferentes.
Pesquisadores
Pesquisadores usam FPGAs para explorar o design lógico para resolver problemas difíceis e implementar novos algoritmos.
Estudantes
Como FPGAs podem ser programadas repetidamente, elas são uma maneira ideal de aprender o design lógico.
Hobbyists
Como estudantes, muitas vezes os hobistas têm o desejo de aprender design lógico, e FPGAs são perfeitos para isso.
Por que você usaria uma FPGA?
Os benefícios de usar uma FPGA incluem:
Flexibilidade
FPGA Funcionalidade pode mudar em cada ativação do dispositivo.
Aceleração
Faça com que os produtos cheguem ao mercado mais rapidamente e/ou aumentem o desempenho do seu sistema.
Integração
As FPGAs de hoje incluem processadores on-die, transceptores E/S a 28 Gbps (ou mais rápido), blocos de RAM, mecanismos DSP e muito mais.
Custo total de propriedade (TCO)
Embora os ASICs possam custar menos por unidade do que um FPGA equivalente, construi-los requer uma despesa não recorrente (NRE), ferramentas caras de software, equipes de design de especialização e longos ciclos de fabricação.
Como você usa um FPGA?
Metodologia de projeto |
Descrição |
Ferramenta principal utilizada |
|---|---|---|
Design de FPGA tradicional |
Essa metodologia usa uma linguagem de descrição de hardware (HDL) para descrever um projeto e uma ferramenta de automação de design eletrônico (EDA) para transformar sua descrição de projeto em uma implementação FPGA. |
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Projeto de alto nível |
Essa metodologia usa uma linguagem de nível mais alto, geralmente Data Parallel C++ (DPC++) para descrever um projeto. Para usar apenas DPC++, você deve usar uma placa suportada que está conectada a um computador com um host x86. Você pode misturar essa metodologia com o design de FPGA tradicional para melhor produtividade. |
|
Utilize FPGA serviços de design |
Se você gostaria de usar um FPGA em seu produto, mas não tem a experiência em fazer o design pessoalmente, Altera tem muitos parceiros que oferecem FPGA Serviços de design. |
Primeiros passos
FPGA Technical Training oferece dois cursos especialmente feitos para iniciantes FPGA aluno. Escolha seu caminho dependendo do seu estilo de aprendizado. Não há custos para participar do FPGA Treinamento Técnico.
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Catálogo de treinamento técnico FPGA
Este catálogo lista todos os cursos disponíveis para iniciantes e usuários avançados.
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Recursos adicionais para iniciantes
| Descrição | do tópico |
|---|---|
| FPGA treinamento técnico | Altera oferece treinamento técnico sem custo para aprender a utilizar FPGAs. Aprenda tópicos avançados, como metodologia de encerramento de temporização e Platform Designer. |
| FPGA Academic Program | Oferecemos recursos para ajudar professores e professores a criar aulas para cursos de engenharia e ciência da computação. |
| Comunidade FPGA | Obtenha suporte e converse com aqueles da comunidade FPGA developer. |
| Placa DE-10 Lite | Esta placa é uma boa escolha para iniciantes. |
| FPGA exemplos de design | Este repositório de exemplos de design para FPGAs inclui exemplos de design para todos os níveis de designers. |
| FPGA recursos de suporte | Esta página leva a todos os recursos de suporte disponíveis para FPGA desenvolvedores. |
Outros recursos para começar
Boletim informativo da universidade Altera
A cada mês, esse boletim informativo contém os últimos avanços, eventos e aulas sem custo.
Centro de download de software FPGA
Baixe o software para iniciar seu próprio projeto de FPGA. Nenhuma licença é necessária para a versão Lite.
Tutoriais de FPGAcademy
Estes tutoriais são perfeitos para aqueles que precisam de mais experiência em design de lógica digital.
EBook introdutório
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