XC7K420T-2FFG901I - مدارهای مجتمع، تعبیه شده، آرایه های دروازه قابل برنامه ریزی میدانی

مزایای
مزایای FPGA به شرح زیر است:
(1) FPGA ها از منابع سخت افزاری مانند سلول های منطقی، رم، ضرب کننده ها و غیره تشکیل شده اند که با سازماندهی منطقی این منابع سخت افزاری می توان مدارهای سخت افزاری مانند ضرب کننده ها، رجیسترها، مولدهای آدرس و غیره را پیاده سازی کرد.
(2) FPGA ها را می توان با استفاده از نمودارهای بلوکی یا Verilog HDL، از مدارهای گیت ساده گرفته تا مدارهای FIR یا FFT، طراحی کرد.
(3) FPGA ها را می توان به طور بی نهایت دوباره برنامه ریزی کرد، یک راه حل طراحی جدید را تنها در چند صد میلی ثانیه بارگذاری کرد، با استفاده از پیکربندی مجدد برای کاهش سربار سخت افزار.
(4) فرکانس کاری FPGA توسط تراشه FPGA و همچنین طراحی تعیین می‌شود، و می‌توان آن را با یک تراشه سریع‌تر تغییر داد یا جایگزین کرد تا نیازهای خاص را برآورده کند (البته، فرکانس کاری نامحدود نیست و می‌تواند افزایش یابد، اما توسط فرآیندهای فعلی IC و سایر عوامل کنترل می شود).
معایب
معایب FPGA به شرح زیر است:
(1) FPGAها برای همه توابع به پیاده سازی سخت افزاری متکی هستند و نمی توانند عملیاتی مانند پرش های شرطی انشعاب را اجرا کنند.
(2) FPGA ها فقط می توانند عملیات نقطه ثابت را پیاده سازی کنند.
به طور خلاصه: FPGA ها برای اجرای همه عملکردها به سخت افزار متکی هستند و از نظر سرعت می توان آنها را با تراشه های اختصاصی مقایسه کرد، اما شکاف بزرگی در انعطاف پذیری طراحی در مقایسه با پردازنده های عمومی وجود دارد.

طراحی زبان ها و پلتفرم ها

دستگاه های منطقی قابل برنامه ریزی حامل های سخت افزاری هستند که عملکردهای ایجاد شده و مشخصات فنی برنامه های الکترونیکی را از طریق فناوری EDA مشخص می کنند.FPGA ها به عنوان یکی از دستگاه های اصلی که این مسیر را پیاده سازی می کنند، مستقیماً کاربر محور، بسیار انعطاف پذیر و همه کاره، آسان برای استفاده و آزمایش و پیاده سازی در سخت افزار سریع هستند.
زبان توصیف سخت‌افزار (HDL) زبانی است که برای طراحی سیستم‌های منطق دیجیتال و توصیف مدارهای دیجیتال استفاده می‌شود، اصلی‌ترین آن‌هایی که معمولاً مورد استفاده قرار می‌گیرند VHDL، Verilog HDL، System Verilog و System C هستند.
به عنوان یک زبان توصیف سخت افزار همه جانبه، زبان توصیف سخت افزار مدار مجتمع با سرعت بسیار بالا (VHDL) دارای ویژگی های مستقل بودن از مدار سخت افزاری خاص و مستقل از پلت فرم طراحی است، با مزایای قابلیت توصیف گسترده، نه وابسته به دستگاه های خاص، و توانایی توصیف طراحی منطق کنترل پیچیده در یک کد دقیق و مختصر، و غیره. این توسط بسیاری از شرکت های EDA پشتیبانی می شود و به طور گسترده در زمینه طراحی الکترونیکی استفاده شده است.به طور گسترده استفاده می شود.
VHDL یک زبان سطح بالا برای طراحی مدار است و در مقایسه با سایر زبان‌های توصیف سخت‌افزار، ویژگی‌های زبان ساده، انعطاف‌پذیری و استقلال از طراحی دستگاه را دارد که آن را به یک زبان توصیف سخت‌افزار متداول برای فناوری EDA تبدیل کرده و فناوری EDA را بیشتر می‌کند. در دسترس طراحان
Verilog HDL یک زبان توصیف سخت افزاری پرکاربرد است که می تواند در مراحل مختلف فرآیند طراحی سخت افزار از جمله مدل سازی، سنتز و شبیه سازی استفاده شود.
مزایای Verilog HDL: مشابه C، یادگیری آسان و انعطاف پذیر است.حساس به حروف کوچک و بزرگ.مزایای در نوشتن محرک و مدل سازی.معایب: بسیاری از خطاها را نمی توان در زمان کامپایل شناسایی کرد.
نکات مثبت VHDL: نحو دقیق، سلسله مراتب واضح.معایب: زمان آشنایی طولانی، به اندازه کافی انعطاف پذیر نیست.
نرم افزار Quartus_II یک محیط طراحی کامل چند پلتفرمی است که توسط Altera توسعه یافته و می تواند نیازهای طراحی FPGA ها و CPLD های مختلف را برآورده کند و یک محیط جامع برای طراحی سیستم های قابل برنامه ریزی روی تراشه است.
Vivado Design Suite، یک محیط طراحی یکپارچه که توسط فروشنده FPGA Xilinx در سال 2012 منتشر شد. شامل یک محیط طراحی بسیار یکپارچه و نسل جدیدی از ابزارها از سطح سیستم تا IC است که همگی بر اساس یک مدل داده مقیاس پذیر مشترک و یک محیط اشکال زدایی مشترک ساخته شده اند.Xilinx Vivado Design Suite هسته‌های IP FIFO را ارائه می‌کند که می‌توانند به راحتی روی طرح‌ها اعمال شوند.