TAILIEUCHUNG - Giáo trình Thiết kế mạch logic số - Chương 4: Thiết kế vi mạch số trên FPGA

Giáo trình Thiết kế mạch logic số - Chương 4: Thiết kế vi mạch số trên FPGA giới thiệu tổng quan về kiến trúc FPGA, kiến trúc chi tiết Xilinx FPGA Spartan-3E, quy trình thiết kế FPGA, một số ví dụ thiết kế trên FPGA và phần bài tập chương 4. | Chương IV Thiết kế vi mạch số trên FPGA 1 Tổng quan về kiến trúc FPGA Khái niệm FPGA FPGA là công nghệ IC lập trình mới nhất và tiên tiến nhất hiện nay. Thuật ngữ Field-Programmable chỉ quá trình tái cấu trúc IC có thể được thực hiện bởi người dùng cuối trong điều kiện bình thường hay nói một cách khác là người kỹ sư lập trình IC có thể dễ dàng hiện thực hóa thiết kế của mình sử dụng FPGA mà không lệ thuộc vào một quy trình sản xuất hay cấu trúc phần cứng phức tạp nào trong nhà máy bán dẫn. Đây chính là một đặc điểm làm FPGA trở thành một công nghệ PLD được phát triển và nghiên cứu nhiều nhất hiện nay. Để có được khả năng đó FPGA ra đời hoàn toàn là một công nghệ mới chứ không phải là một dạng mở rộng của các chip khả trình kiểu như PAL PLA. Sự khác biệt đó thứ nhất nằm ở cơ chế tái cấu trúc FPGA toàn bộ cấu hình của FPGA thường được lưu trong một bộ nhớ động thông thường SRAM quá trình tái cấu trúc được thực hiện bằng cách đọc thông tin từ RAM để lập trình lại các kết nối logic trong IC. Nói một cách khác cơ chế đó làm việc giống như phần mềm máy tính cũng được lưu trữ trong RAM và khi thực thi sẽ được đọc lần lượt nạp vào vi xử lý. Cũng như vậy việc lập trình lại cho FPGA cũng dễ dàng như lập trình lại phần mềm trên máy tính. Như vậy về mặt nguyên tắc thì quá trình khởi động của FPGA không diễn ra tức thì mà cấu hình từ SRAM phải được đọc sau đó mới diễn ra quá trình tái cấu trúc theo thông tin chứa trong SRAM. SRAM chỉ lưu trữ được trong trạng thái làm việc nghĩa là có nguồn cấp chính vì vậy để lưu giữ cấu hình cho FPGA thường phải dùng thêm một ROM ngoại vi. Đến những dòng sản phẩm FPGA gần đây thì các ROM ngoại vi này dần được thay thế bằng các ROM tích hợp sẵn việc tích hợp này làm FPGA nạp cấu hình nhanh hơn nhưng cơ chế thực hiện vẫn phải thông qua một bộ nhớ SRAM như cũ. Ngoài khả năng đó điểm thứ hai làm FPGA khác biệt với các PLD thế hệ trước là FPGA có khả năng tích hợp logic với mật độ cao hơn hẳn với số cổng logic tương đương lên tới hàng trăm .

• Điện - Điện tử
• Thiết kế mạch logic số chương 4
• Thiết kế mạch logic số
• Thiết kế vi mạch số trên FPGA
• Quy trình thiết kế FPGA
• Thiết kế FPGA
• Bài tập thiết kế FPGA
• Bài giảng Thiết kế mạch logic
• Thiết kế mạch logic
• Toán logic
• Mạch điện tử
• Mạch logic tổ hợp
• Phân tích mạch logic tổ hợp
• Thiết kế mạch logic tổ hợp
• Mạch số học
• Bài giảng Điện tử số
• Mạch mã hóa
• Bộ hợp kênh
• Mạch logic số
• Dạng chính tắc
• Nhập môn mạch số
• Thiết kế logic số
• Ứng dụng chip
• Bài giảng Thiết kế số
• Thiết kế số
• Tổng hợp mạch dùng AND
• OR và NOT
• Tổng hợp mạch logic
• Biểu diễn hàm dùng minterm
• thiết kế logic mạch số
• kỹ thuật điện tử
• thiết bị điện tử
• kỹ thuật số
• biên độ xung
• mạch đồng bộ
• Công nghệ thực hiện mạch
• Transistor NMOS và PMOS
• Cổng logic CMOS
• Giá trị logic
• Mức điện áp
• Bài giảng Nhập môn mạch số
• Bìa Karnaugh
• Thiết kế một mạch số
• Bản đồ Karnaugh
• Thiết kế mạch số
• Thực hiện tối ưu hóa hàm logic
• Tổng hợp mạch đa mức
• NOR đa mức
• Mạch đa mức dùng NAND
• Tổng quan bìa Karnaugh
• Biểu diễn biểu thức logic
• Đặt thừa số
• Các vấn đề của Fan in
• Phân tách hàm