พื้นฐาน Altera® 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	ซอฟต์แวร์การออกแบบ Quartus® Prime
การออกแบบระดับสูง	วิธีนี้จะทําให้คุณใช้ภาษาในระดับที่สูงขึ้น โดยปกติแล้ว Data Parallel C++ (DPC++) เพื่ออธิบายการออกแบบ ในการใช้เฉพาะ DPC++ คุณต้องใช้บอร์ดที่รองรับซึ่งเสียบเข้ากับคอมพิวเตอร์ที่มีโฮสต์ x86 คุณอาจผสมวิธีนี้กับการออกแบบ FPGA แบบดั้งเดิมเพื่อประสิทธิภาพการทํางานที่ดีขึ้น	แพ็คเกจการสนับสนุน FPGA สําหรับคอมไพเลอร์ Intel® oneAPI DPC++/C++
ใช้บริการออกแบบ FPGA	หากคุณต้องการใช้ FPGA ในผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่คุณไม่มีความเชี่ยวชาญในการออกแบบด้วยตัวคุณเอง Intel มีพาร์ทเนอร์มากมายที่เสนอบริการออกแบบ FPGA	บริการออกแบบ FPGA

ดูทั้งหมด แสดงน้อยลง

เริ่มต้นใช้งาน

การอบรม

Intel FPGA Technical Training เสนอสองหลักสูตรโดยเฉพาะสําหรับผู้เรียน FPGA เริ่มต้น เลือกเส้นทางของคุณขึ้นอยู่กับรูปแบบการเรียนรู้ของคุณ ไม่มีค่าใช้จ่ายในการเข้าร่วม Intel FPGA Technical Training

เวิร์คช็อประดับเริ่มต้นสําหรับ Altera® FPGAs

คุณชอบที่จะเรียนรู้กับผู้สอนหรือไม่? เข้าร่วมเวิร์กช็อป 3 ชั่วโมงนี้

ผู้ออกแบบ Altera® FPGA ระดับเริ่มต้น

คุณเป็นผู้เรียนที่นําด้วยตนเองหรือไม่ หลักสูตรนี้จะทําให้คุณเริ่มเรียน!

แค็ตตาล็อก Intel® FPGA Technical Training

แค็ตตาล็อกนี้แสดงรายการหลักสูตรทั้งหมดที่พร้อมใช้งานสําหรับผู้ใช้ระดับเริ่มต้นถึงขั้นสูง

แหล่งข้อมูลเริ่มต้นใช้งานอื่นๆ

จดหมายข่าว Altera University

ในแต่ละเดือน จดหมายข่าวนี้มีการพัฒนา กิจกรรม และชั้นเรียนล่าสุดโดยไม่มีค่าใช้จ่าย สมัครสมาชิกตอนนี้เลย

ศูนย์ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์ FPGA

ดาวน์โหลดซอฟต์แวร์เพื่อเริ่มต้นการออกแบบ FPGA ของคุณเอง ไม่จําเป็นต้องมีใบอนุญาตสําหรับเวอร์ชัน Lite ดาวน์โหลดได้ที่นี่

บทช่วยสอน FPGAcademy

บทช่วยสอนเหล่านี้เหมาะสําหรับผู้ที่ต้องการพื้นหลังมากขึ้นในการออกแบบลอจิกดิจิทัล เยี่ยมชมได้เลย

อีบุ๊กระดับเริ่มต้น

อีบุ๊กฟรีนี้สามารถเพิ่มความรู้ของคุณเกี่ยวกับ FPGAs ดาวน์โหลดหนังสือตอนนี้

เรียนรู้ให้ดี

แหล่งข้อมูลระดับเริ่มต้นเพิ่มเติม
Intel FPGA Technical Training	Intel เสนอการฝึกอบรมทางเทคนิคแบบไม่มีค่าใช้จ่ายเพื่อเรียนรู้การใช้งาน FPGAs Intel เรียนรู้หัวข้อขั้นสูง เช่น วิธีการปิดเวลาและ Platform Designer
Intel FPGA Academic Program	เราจัดหาแหล่งข้อมูลเพื่อช่วยให้ครูและศาสตราจารย์สามารถเรียนฝีมือในหลักสูตรวิทยาศาสตร์ด้านวิศวกรรมและคอมพิวเตอร์
ฟอรัม FPGA ที่ชุมชน Intel	รับการสนับสนุนและพูดคุยกับทุกคนในชุมชนนักพัฒนา FPGA
บอร์ด DE-10 Lite	บอร์ดนี้เป็นตัวเลือกที่ดีสําหรับผู้เริ่มต้น
ตัวอย่างการออกแบบ Intel FPGA	คลังตัวอย่างการออกแบบนี้สําหรับ FPGAs Intel รวมถึงตัวอย่างการออกแบบสําหรับนักออกแบบทุกระดับ
แหล่งข้อมูลสนับสนุน Intel FPGA	หน้านี้นําไปสู่แหล่งข้อมูลการสนับสนุนทั้งหมดที่มีให้สําหรับนักพัฒนา Intel FPGA