فایل FPGA & CPLD زبان برنامه نويسي VHDL

فایل FPGA & CPLD زبان برنامه نويسي VHDL

فهرست مطالب

عنوان                                             صفحه

مقدمه اي درباره FPGA & CPLD.................... 1

تكنولوژي تراشه‌هاي قابل برنامه ريزي........... 2

تقسيم بندي PLDها.............................. 4

 انواع تراشه‌هاي قابل برنامه ريزي............. 5

ساختارFPGA................................... 6

بلوكهايFPGA.................................. 6

شركتهاي سازنده FPGA........................... 7

روش برنامه ريزي  JTAG......................... 8

تراشه ‌هاي قابل برنامه ريزي Altera............... 10

VHDL......................................... 11

انواع تأخير در VHDL........................... 13

اپراتورهايVHDL.............................. 14

مفاهيم بنيادي در زبان VHDL................... 19

مقدمه اي درباره FPGA & CPLD

براي آنكه بتوان بخش بزرگي از يك طرح را داخل يك تراشه منتقل نمود و از زمان و هزينه مونتاژ و راه‌اندازي و نگهداري طرح كاست، ساخت تراشه‌هاي قابل برنامه ريزي مطرح شد از جمله مزاياي استفاده از تراشه‌هاي قابل برنامه ريزي در طراحي پروژه‌ها عبارتند از :

-        كاهش ابعاد و حجم

-        كاهش زمان و هزينه طرح

-        افزايش اطمينان از سيستم

-        حفاظت از طرح

-        حفاظت در برابر نويز و اغتشاش

FPGA ها ابزار سخت افزاري قابل برنامه ريزي ارزان قيمت را جايگزين كاربردهاي فعلي كنترلرهاي داخلي (Embedded Controllers) نموده‌اند. به همين دليل بازار آنها رشد گسترده‌اي داشته است. علاوه بر اين به جهت ارائه راه حل‌هاي مناسب براي IC هاي سفارشي با عملكرد بالا موفقيت زيادي به دست آورده‌اند. در واقع به نظر مي‌رسد كه FPGAها با توجه به ارزان بودن، نسل فعلي تراشه‌هاي ASIC را از رده خارج كنند. همين مزيت هزينه و عملكرد توجه زيادي را درحوزه تحقيقات به خود معطوف كرده است.

ويژگي‌ استفاده از قطعات منطقي قابل برنامه ريزي (PLD)  و FPGA، ارزان بودن قيمت و سرعت ورود آنها به بازار است.

قطعاتASIC، هزينه‌هاي توسعه مهندسي غير قابل برگشت بالاتري   دارند و در نتيجه اغلب، قيمت اين محصولات بالاتر است، اما اساساً كارايي بالاتري دارند. اين شيوه‌هاي مختلف طراحي محيطهايي را با مجموعه‌اي از متدولوژي و ابزاهاي مختلف CAD پديد مي‌آورند.

در طول يك دهه گذشته، انواع مختلفي از سخت افزارهاي قابل برنامه ‌ريزي به سرعت پيشرفت كرده‌اند. اين قطعات نام‌هاي مختلفي دارند مثل سخت افزار قابل آرايش مجدد، سخت افزار قابل آرايش، سخت افزار قابل برنامه ريزي مجدد.

ايده اصلي و زير بنايي معماري FPGA و CPLD بسيار ساده است. به طوري كلي ميتوان مدارهاي تركيبي و ترتيبي را مستقيماً روي بستر سيليكون ايجاد كرد. تراشه‌هاي ASIC با اينكه كارايي بالايي دارند اما تنها مي‌توانند يك نوع عمليات را انجام دهند.

از آنجايي كه امكان توزيع هزينه توسعه بين چند كاربر وجود ندارد، قيمت ASIC ها معمولاً بيش از سيستمهاي مبتني بر ريز پردازنده معمولي مي‌شود.