Altera®พื้นฐาน FPGA และเริ่มต้นใช้งาน
พื้นฐานเกี่ยวกับ FPGA
ความรู้พื้นฐาน: วงจรรวมและการออกแบบลอจิก
วงจรในตัว (ICs) มักจะเรียกว่า "ชิป" พวกเขาใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กมากบนซับสเตรตซิลิกอน CPU, GPU, และ FPGAs คือ IC ทั้งหมด IC ส่วนใหญ่ใช้การออกแบบลอจิก สัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่ IC และตีความว่าเป็น "0" หรือเป็น "1" ตามระดับแรงดันไฟฟ้า คุณสามารถดูสัญญาณที่แตกต่างกันเพื่อรวบรวมค่าต่างๆ หรือคุณสามารถดูสัญญาณเดียวกันหลายครั้งและดูว่ามันเปลี่ยนแปลงอย่างไร
การออกแบบลอจิกคือการออกแบบวงจรในการตัดสินใจโดยใช้ค่า "0" และ "1" เหล่านั้น การออกแบบลอจิกประกอบด้วยเกตแบบลอจิคัลเพื่อเปรียบเทียบค่าที่แตกต่างกันสองค่าหรือมากกว่า เพื่อตอบคําถามเช่น: "ค่าทั้งสองเท่ากัน" หรือ "ค่าทั้งสองเท่ากับ 1 หรือไม่" นอกจากนี้โครงสร้างที่เรียกว่า "ฟลิปฟลอป" นอกพื้นที่ของคําถามเหล่านี้ในเวลา การออกแบบลอจิคัลที่ทันสมัยมีเกทลอจิคัลหลายพันล้านล้าน
การเปรียบเทียบที่ดีคือเมื่อคุณได้ยินเพลงเปียโน แต่ละจํานวนเวลานักดนตรีจะกําหนดสิ่งที่คุณจะได้ยิน การตัดสินใจแต่ละครั้งนั้นง่าย แต่เพลงที่สวยงามต้องอาศัยการตัดสินใจมากมายและทักษะมากมาย ชุดการออกแบบลอจิกที่ดีใน IC สามารถสร้างคําตอบด้านการคํานวณที่น่าทึ่งได้!
FPGA คืออะไร
FPGA ย่อสําหรับ Field Programmable Gate Array FPGAs คือ พีซีเซมิคอนดักเตอร์ที่สามารถเปลี่ยนฟังก์ชันการทํางานส่วนใหญ่ภายในอุปกรณ์ได้ เปลี่ยนแปลงโดยวิศวกรออกแบบ เปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการประกอบ PCB หรือเปลี่ยนหลังจากปรับใช้ผลิตภัณฑ์
การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนอินพุตและเอาต์พุตไฟฟ้าที่ได้รับ เกตลอจิกและฟลิปฟล็อปส์ใดถูกนํามาใช้ และวิธีการเชื่อมต่อเกทเหล่านั้นเข้าด้วยกัน
FPGA ประกอบด้วยตารางลอจิกที่กําหนดค่าได้ หรือที่เรียกว่าโมดูลลอจิกแบบปรับได้ (ALM) และบล็อกพิเศษ เช่น บล็อกการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) และบล็อกหน่วยความจําเข้าถึงแบบสุ่ม (RAM) บล็อกที่ตั้งโปรแกรมได้เหล่านี้จะรวมกันผ่านการเชื่อมต่อระหว่างการกําหนดเส้นทางที่กําหนดค่าได้เพื่อใช้วงจรดิจิทัลที่สมบูรณ์
ใครใช้ FPGAs
นัก พัฒนา
นักพัฒนาใช้ FPGAs ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์สําหรับแอปพลิเคชันต่างๆ มากมาย
นัก วิจัย
นักวิจัยใช้ FPGAs เพื่อสํารวจการออกแบบลอจิกเพื่อแก้ปัญหาที่ยากลําบากและนําอัลกอริธึมใหม่ไปใช้
นัก เรียน
เนื่องจาก FPGAs สามารถตั้งโปรแกรมได้อีกครั้งและอีกครั้งจึงเป็นวิธีการในอุดมคติในการเรียนรู้การออกแบบลอจิก
นักอดิเรก
เช่นเดียวกับนักเรียนบ่อยครั้งที่ชื่นชอบงานอดิเรกมีความปรารถนาที่จะเรียนรู้การออกแบบลอจิกและ FPGAs เหมาะสําหรับสิ่งนี้
เหตุใดคุณจึงใช้ FPGA
ประโยชน์ของการใช้ FPGA ประกอบด้วย:
ความยืดหยุ่น
ฟังก์ชัน FPGA สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อเปิดเครื่องทุกเครื่อง
ความเร่ง
นําผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดเร็วขึ้นและ/หรือเพิ่มประสิทธิภาพระบบของคุณ
บูรณาการ
FPGAs ในปัจจุบันประกอบด้วยโปรเซสเซอร์ On Die, I/O ของตัวรับส่งสัญญาณที่ 28 Gbps (หรือเร็วกว่า), บล็อก RAM, เอ็นจิ้น DSP และอื่นๆ
ค่าใช้จ่ายโดยรวมในความเป็นเจ้าของ (TCO)
แม้ว่า ASIC อาจมีค่าใช้จ่ายต่อหน่วยน้อยกว่า FPGA เทียบเท่ากัน แต่การสร้างต้องใช้ค่าใช้จ่ายที่ไม่เกิดซ้ํา (NRE) เครื่องมือซอฟต์แวร์ราคาแพง ทีมออกแบบความเชี่ยวชาญพิเศษ และวงจรการผลิตที่ยาวนาน
คุณใช้ FPGA อย่างไร
วิธีการออกแบบ |
คำอธิบาย |
เครื่องมือหลักที่ใช้ |
|---|---|---|
การออกแบบ FPGA แบบดั้งเดิม |
วิธีนี้จะใช้ภาษาที่ใช้อธิบายฮาร์ดแวร์ (HDL) เพื่ออธิบายการออกแบบ และเครื่องมือ Electronic Design Automation (EDA) เพื่อเปลี่ยนคําอธิบายการออกแบบของคุณให้เป็น FPGA |
|
การออกแบบระดับสูง |
วิธีนี้จะทําให้คุณใช้ภาษาในระดับที่สูงขึ้น โดยปกติแล้ว Data Parallel C++ (DPC++) เพื่ออธิบายการออกแบบ ในการใช้เฉพาะ DPC++ คุณต้องใช้บอร์ดที่รองรับซึ่งเสียบเข้ากับคอมพิวเตอร์ที่มีโฮสต์ x86 คุณอาจผสมวิธีนี้กับการออกแบบ FPGA แบบดั้งเดิมเพื่อประสิทธิภาพการทํางานที่ดีขึ้น |
|
ใช้บริการออกแบบ FPGA |
หากคุณต้องการใช้ FPGA ในผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่คุณไม่มีความเชี่ยวชาญในการออกแบบด้วยตัวคุณเอง Altera มีพาร์ทเนอร์มากมายที่เสนอ FPGA Design Services |
เริ่มต้นใช้งาน
การฝึกอบรมทางเทคนิค FPGA นําเสนอสองหลักสูตรโดยเฉพาะสําหรับผู้เรียน FPGA ระดับเริ่มต้น เลือกเส้นทางของคุณขึ้นอยู่กับรูปแบบการเรียนรู้ของคุณ ไม่มีค่าใช้จ่ายในการเข้าร่วมการฝึกอบรมทางเทคนิค FPGA
เวิร์คช็อประดับเริ่มต้นสําหรับ FPGAs Altera®
คุณชอบที่จะเรียนรู้กับผู้สอนหรือไม่? เข้าร่วมเวิร์กช็อป 3 ชั่วโมงนี้
ผู้ออกแบบ FPGA Altera®ระดับเริ่มต้น
คุณเป็นผู้เรียนที่นําด้วยตนเองหรือไม่ หลักสูตรนี้จะทําให้คุณเริ่มเรียน!
แคตตาล็อกการฝึกอบรมด้านเทคนิคของ FPGA
แค็ตตาล็อกนี้แสดงรายการหลักสูตรทั้งหมดที่พร้อมใช้งานสําหรับผู้ใช้ระดับเริ่มต้นถึงขั้นสูง
เรียนรู้ให้ดี
แหล่งข้อมูลระดับเริ่มต้นเพิ่มเติม
| คําอธิบาย | หัวข้อ |
|---|---|
| การฝึกอบรมด้านเทคนิค FPGA | Altera จัดการฝึกอบรมทางเทคนิคแบบไม่มีค่าใช้จ่ายเพื่อเรียนรู้การใช้งาน FPGAs เรียนรู้หัวข้อขั้นสูง เช่น วิธีการปิดเวลาและ Platform Designer |
| หลักสูตรการศึกษา FPGA | เราจัดหาแหล่งข้อมูลเพื่อช่วยให้ครูและศาสตราจารย์สามารถเรียนฝีมือในหลักสูตรวิทยาศาสตร์ด้านวิศวกรรมและคอมพิวเตอร์ |
| ชุมชน FPGA | รับการสนับสนุนและพูดคุยกับทุกคนในชุมชนนักพัฒนา FPGA |
| บอร์ด DE-10 Lite | บอร์ดนี้เป็นตัวเลือกที่ดีสําหรับผู้เริ่มต้น |
| ตัวอย่างการออกแบบ FPGA | คลังตัวอย่างการออกแบบสําหรับ FPGAs นี้รวมถึงตัวอย่างการออกแบบสําหรับนักออกแบบทุกระดับ |
| แหล่งข้อมูลสนับสนุน FPGA | หน้านี้นําไปสู่แหล่งข้อมูลสนับสนุนทั้งหมดที่มีให้สําหรับนักพัฒนา FPGA |
แหล่งข้อมูลเริ่มต้นใช้งานอื่นๆ
จดหมายข่าว Altera University
ในแต่ละเดือน จดหมายข่าวนี้มีการพัฒนา กิจกรรม และชั้นเรียนล่าสุดโดยไม่มีค่าใช้จ่าย
ศูนย์ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ FPGA
ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์เพื่อเริ่มต้นการออกแบบ FPGA ของคุณเอง ไม่จําเป็นต้องมีใบอนุญาตสําหรับเวอร์ชัน Lite
บทช่วยสอน FPGAcademy
บทช่วยสอนเหล่านี้เหมาะสําหรับผู้ที่ต้องการพื้นหลังมากขึ้นในการออกแบบลอจิกดิจิทัล
อีบุ๊กระดับเริ่มต้น
อีบุ๊กฟรีนี้สามารถเพิ่มความรู้ของคุณเกี่ยวกับ FPGAs
เนื้อหาในหน้านี้เป็นการผสมผสานระหว่างการแปลเนื้อหาต้นฉบับภาษาอังกฤษโดยมนุษย์และคอมพิวเตอร์ เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อความสะดวกของคุณและเพื่อเป็นข้อมูลทั่วไปเท่านั้นและไม่ควรอ้างอิงว่าสมบูรณ์หรือถูกต้อง หากมีความขัดแย้งใด ๆ ระหว่างเวอร์ชันภาษาอังกฤษของหน้านี้กับคำแปล เวอร์ชันภาษาอังกฤษจะมีผลเหนือกว่าและควบคุม ดูเวอร์ชันภาษาอังกฤษของหน้านี้