آموزش جامع FPGA

اگر اهل الکترونیک باشید و هر روز سر و کارتون با قطعات الکترونیکی باشد، حتما دقت کرده‌اید که اکثر تراشه‌هایی که شما از آن‌ها استفاده می‌کنید از دو حالت خارج نیستند.

حالت اول، تراشه‌هایی هستند که معماری آن‌ها به گونه‌ای است که شما فقط می‌توانید مقادیر دیجیتال را به پین‌های این تراشه‌ها اعمال کنید

و حالت دوم، تراشه‌هایی هستند که علاوه بر اینکه می‌توانیم مقادیر دیجیتال را به پین‌ها اعمال کنیم، این قابلیت وجود دارد که با استفاده از یک زبان برنامه‌نویسی، قبل از راه‌اندازی تراشه، یک برنامه یا کد را در آنها قرار بدهیم.

اما در این میان دسته سومی نیز وجود دارد، شاید بهتر باشد اسم این دسته را تافته جدا بافته بگذاریم !

در دسته دوم، معماری ثابت بود. و تنها انعطافی که برای ما وجود دارد، تغییر برنامه‌ای است که قرار است CPU آن را اجرا کند. حتما حدس خواهید زد که در دسته سوم انعطاف باید فراتر برود.

در دسته سوم شما این قابلیت را خواهید داشت که معماری مورد نظر خود را خلق کنید.

و نام Field Programmable Gate Arrays –FPGAs برای این دسته در نظر گرفته شده است.

FPGA یا به صورت کامل‌تر Field Programmable Gate Array تراشه‌هایی هستند که از قبل تقریبا هیچ نوع مدار از قبل آماده شده‌ای وجود ندارد و ما با استفاده از یک زبان توصیف سخت‌افزار (نه زبان برنامه‌نویسی) آن‌ها را برنامه‌ریزی خواهیم کرد.

این تراشه‌ها به خاطر سرعت بسیار بالایی که دارند؛ غالبا در کارهای نظامی و مخابراتی استفاده می‌شوند.

دو شرکت معروف به اسم Xilinx و Altera از تولیدکنندگان عمده این تراشه‌ها در دنیا می‌باشند. این تراشه‌ها عموما با دو زبان توصیف سخت‌افزار به اسم‌های VHDL و Verilog برنامه‌ریزی می‌شوند (منظور از برنامه ریزی طراحی یک سخت‌افزار می‌باشد)