دانلود مقالات ISI درباره مدار مجتمع دیجیتال برنامه‌پذیر + ترجمه فارسی

یک آرایه دروازه قابل برنامه ریزی فیلد (FPGA) یک مدار یکپارچه طراحی شده است که توسط یک مشتری یا طراح پس از ساخت پیکربندی شده است - از این رو "برنامه ریزی میدان". پیکربندی FPGA به طور کلی با استفاده از یک زبان توصیف سخت افزاری (HDL)، مشابه آنچه که برای یک مدار یکپارچه خاص برنامه (ASIC) مورد استفاده قرار می گیرد، مشخص می شود. (نمودارهای مدار قبلاً برای مشخص کردن پیکربندی استفاده شده بود، همانطور که برای ASIC ها بود، اما این به طور فزاینده ای نادر است. ) FPGA اسپارتان از Xilinx FPGA ها حاوی آرایه ای از بلوک های منطقی برنامه ریزی شده و سلسله مراتبی از اتصالات مجدد قابل تنظیم است که اجازه می دهد بلوک ها با یکدیگر هماهنگ شوند، مانند بسیاری از دروازه های منطقی که می توانند در پیکربندی های مختلف به یکدیگر متصل شوند. بلوک های منطقی را می توان برای انجام وظایف ترکیبی پیچیده یا گیت منطقی ساده مانند AND و XOR پیکربندی کرد. در اکثر FPGA ها، بلوک های منطقی شامل عناصر حافظه می شوند که ممکن است فلیپ فلاپ های ساده یا بلوک های کامل تر حافظه باشد FPGAها نسل جدید مدارهای مجتمع دیجیتال قابل برنامه ریزی هستند که عبارت FPGA از سر کلمه های Field Programmable Logic Gate Array گرفته شده است. سرعت اجرای توابع منطقی در FPGA ها بسیار بالا و در حد نانو ثانیه است. اگر بخواهیم FPGA ها را به طور ساده تشریح کنیم، عبارت است از یک تراشه که از تعداد بالایی بلوک منطقی -(LB (Logic Block، خطوط ارتباطی و پایه های ورودی / خروجی (IOB) تشکیل شده است که به صورت آرایه ای در کنار یکدیگر قرار دارند. خطوط ارتباطی که وظیفهء آنها ارتباط بین بلوک های منطقی است از سوئیچ های قابل برنامه ریزی تشکیل شده اند. این سوئیچ ها بسته به نوعی که دارند، برخی تنها یکبار قابل برنامه ریزی هستند و برخی به تعداد دفعات زیادی برنامه ریزی می شوند. بلوک های منطقی نیز دارای انواع مختلفی هستند که عموما توسط المانی پایه، تمامی توابع منطقی را ایجاد می کنند. به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانواده ACT-1 از شرکت Actel، با پایهء مالتی پلکسری عمل می کنند. به این معنا که توسط مالتی پلکسر، توانایی ایجاد توابع منطقی مختلف را دارند. البته تعداد ورودی های هر بلوک منطقی متفاوت است و به نوع FPGA مربوط می شود. به عنوان مثال بلوک های منطقی در خانوادهء ACT-1، از نوع 8 ورودی است. البته در برخی موارد به بلوک های منطقی، سلول های منطقی نیز گفته می شود (LC). بلوک دیاگرام یک FPGA به طور ساده در شکل زیر نشان داده شده است. البته بسیاری از سلول های منطقی بر اساس جداول LUT ساخته می شوند. LUT از تعدادی سلولهای حافظه SRAM تشکیل می شود که در هنگام برنامه ریزی FPGA، مقدار دهی می شوند. به طور خلاصه LUT عبارت است از تولید توابع آماده برای استفاده در سلول های منطقی. پیاده سازی توابع مختلف نیز به وسیلهء در کنار هم قرار گرفتن بلوک های منطقی و همچنین تنظیم ارتباط بین هر بلوک و به عهده گرفتن پردازش اطلاعات توسط هر بخش انجام می شود. FPGAاز یک سری عناصر منطقی که برای کار خاصیت محدود نشده اند و نیز دارای اتصالات قابل رنامه ریزی است. بنابراین هر دو جزء اصلی تشکیل دهنده یک مدار یعنی بلوکها منطقی و همچنین اتصالات بین آنها قابل برنامه ریزی است.