تبلیغات
E L E C T R O N I C - آشنایی با FPGA
 
E L E C T R O N I C
 
 
جمعه 26 خرداد 1396 :: نویسنده : وحید هاشم پور
در این بخش تدریجا به شرح مطالبی در مورد FPGAخواهیم پرداخت تا دوستان آشنایی بیشتری با این تراشه ی دقیق با کاربرد وسیع داشته باشند.
در ادامه با ما همراه باشید...   
             
<مقدمه>
حتماً زمانی را که در آزمایشگاه دیجیتال به کمک گیت های پایه مثلNOT ،XOR ،OR ،AND
مثل مالتی پلکسر، دیکدر و فلیپ فلاپ، مدارات ساده دیجیتال را طراحی می کردید به یاد دارید. در آن زمان با کنار هم قرار
دادن این گیت های پایه، مدارات کوچک اما مهمی مثل جمع کننده، شمارنده، مقایسه کننده و غیره را روی برد سفید سورخ دار
(برِدبُرد) طراحی می کردید و سپس به کمک مبنع تغذیه، مالتی متر و اسیلوسکوپ و در مواقعی سیگنال ژنراتور، آن ها را تست می کردید.
در سال های بعد که کاربرد های پیچیده تری را طراحی می کردید، به سراغ یکی از انواع میکروکنترلر مثل 8051
PICو AVRمی رفتید و روتین ها و فانکشن های متنوع تری را به کمک آنها پیاده سازی می کردید.

وقتی با گیت ها و آی سی های دیجیتال پایه به ساخت مدارات دیجیتال می پرداختید، در حقیقت در حال طراحی
”سخت افزار دیجیتال“ بودید. ولی زمانی که از میکروکنترلر استفاده می کردید با یک سخت افزار ”از پیش طراحی شده“ سر وکار داشتید که دارای یک واحد پردازش مرکزی(CPU) بود.این CPUدارای دستورات از پیش تعریف شده ای بود که شماکمک آن ها برای میکروکنترلر یک برنامه نرم افزاری می نوشتید. بنابراین شما به هنگام کار با میکروکنترلرها در حقیقتیک ”نرم افزار“ طراحی می کردید.
اما چرا مجبور بودید روتین ها و الگوریتم های پیچیده تر را به کمک میکروکنترلر و به صورت نرم افزاری پیاده سازی
کنید و نه به صورت سخت افزاری ؟ چون در آن صورت باید از صدها و گاه هزاران گیت و آی سی پایه استفاده کنید که این
عملاً به علت مشکلات مربوط به کمبود فضای روی برد و هزینه قابل انجام نبود.
اما آیا واقعاً هیچ راه سریعی برای پیاده سازی یک سیستم دیجیتالی پیچیده و بزرگ به صورت سخت افزاری نیست؟
خوشبختانه این امکان وجود دارد و راه آن استفاده ازFPGA ها می باشد.
FPGA چیست؟
FPGA یک تراشه یا مدار مجتمع(IC)است.در ظاهر مشابه بسیاری از آی سی های دیگر است.همانند آی سی های دیگر ،پایه های FPGA برای آی سی های کوچکتر در کنار و برای آی سی های بزرگتر بصورت ماتریس و در زیر آی سی قرار دارد.اما تفاوت FPGA با ای سی های دیگر نه در ظاهر بلکه در درون آن است.
برای درک مفهوم FPGA می توان از شکل زیر کمک گرفت.


در این شکل، چندین مسیر دیجیتالی شامل گیت های مختلف وجود دارد. مدار شامل سه ورودیA, B, C و خروجی F است.همچنین، سوئیچ هایی وجود دارند که می توانند مسیر سیگنال را عوض کنند. اگر وضعیت سوئیچ ها مشابه آنچه در شکل فوق نمایش داده شده است باشد، تابع خروجیF برابر خواهد بود با:

           
 در صورتی که به نحوی بتوان وضعیت سوئیچ ها را عوض کرد، می توان توابع جدیدی ایجاد نمود. مثلاً اگر وضعیت سوییچ S1 تغییر کند،تابع خروجی F برابر خواهد بود با:
         
اجازه دهید یک بار آنچه را که گفتیم مرور کنیم:
مجموعه ای از سخت افزارهای دیجیتالی مثل گیت های پایه به همراه تعدادی سوئیچ که وضعیت شان قابل تغییر است
به صورت ثابت در اختیار ماست. ما می توانیم تنها با تغییر وضعیت این سوئیچ ها، توابع مختلفی را در خروجی این سیستم
ایجاد کنیم. به عبارت دیگر، با تغییر وضعیت این سوئیچ ها، مدارات مختلف دیجیتالی را به صورت سخت افزاری طراحی
می کنیم.
با اطلاعاتی که تا این لحظه به دست آوردیم می توان FPGA ها را این گونه تعریف کرد:
FPGA هامدارات مجتمعی هستند شامل دریایی از منابع دیجیتالی مثل گیت های منطقی و همچنین سوئیچ هایی برای ایجاد مسیرهای مختلف که به کمک آنها می توان انواع مدارات دیجیتال را پیاده سازی کرد.

                                                                                                                                                                                                                    ادامه دارد...














نوع مطلب : علم الکترونیک، 
برچسب ها : ماهیت و ساختار FPGA،
لینک های مرتبط :


سه شنبه 17 مرداد 1396 02:35 ق.ظ
Aw, this was a really nice post. Taking the time and actual effort to produce a top notch article…
but what can I say… I put things off a whole lot and never manage to get nearly anything done.
شنبه 14 مرداد 1396 09:02 ب.ظ
Hello! Would you mind if I share your blog with my facebook group?

There's a lot of people that I think would really appreciate
your content. Please let me know. Thanks
جمعه 13 مرداد 1396 05:20 ب.ظ
I enjoy what you guys are up too. Such clever
work and reporting! Keep up the great works guys I've incorporated you guys to
blogroll.
شنبه 27 خرداد 1396 12:48 ق.ظ
با تشکر لطفا ادامه دهید
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.


درباره وبلاگ


جدید ترین رویدادهای جامعه الکترونیک
مدارات رایگاه الکترونیکی
فروش پروگرامر AVRاز طریق USB
مقالات الکترونیک و روباتیک



مدیر وبلاگ : mohammad ali shami
جستجو

آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :
« ارسال برای دوستان »
نام شما :
ایمیل شما :
نام دوست شما:
ایمیل دوست شما:

Powered by ParsTools