ایف پی جی اے فن تعمیرات اور درخواستوں کی بنیادی باتیں

ایف پی جی اے کی اصطلاح کا مطلب فیلڈ پروگرام قابل گیٹ گیٹ ارے ہے اور ، یہ ایک قسم ہے سیمیکمڈکٹر منطق چپ جو PLDs کی طرح تقریبا almost کسی بھی طرح کا نظام یا ڈیجیٹل سرکٹ بننے کا پروگرام بنایا جاسکتا ہے۔ PLDS سیکڑوں دروازوں تک محدود ہے ، لیکن ایف پی جی اے ہزاروں دروازوں کی حمایت کرتا ہے۔ ایف پی جی اے فن تعمیر کی تشکیل عام طور پر کسی زبان ، یعنی ، ایچ ڈی ایل (ہارڈویئر ڈسپیکرین لینگویج) کا استعمال کرتے ہوئے بیان کی جاتی ہے جو ASIC (ایپلیکیشن اسپیش انٹیگریٹڈ سرکٹ) کے لئے استعمال ہونے والی زبان سے ملتی جلتی ہے۔

فیلڈ پروگرام قابل گیٹ اراے

ایف پی جی اے ایک معیاری خلیات جیسے فکسڈ فنکشن ASIC ٹکنالوجی سے بہت سارے فوائد فراہم کرسکتے ہیں۔ عام طور پر ، ASICs تیار کرنے میں مہینوں لگتے ہیں اور اس آلے کو حاصل کرنے میں ان کی لاگت ہزاروں ڈالر ہوگی۔ لیکن ، ایف پی جی اے ایک سیکنڈ سے بھی کم عرصے میں من گھڑت ہیں ، اس کی لاگت چند ڈالر سے ایک ہزار ڈالر تک ہوگی۔ ایف پی جی اے کی لچکدار نوعیت ایک اہم کوسٹن ایریا ، بجلی کی کھپت اور تاخیر پر آتی ہے۔ جب ایک معیاری سیل ASIC کے مقابلے میں ، ایف پی جی اے کے لئے 20 سے 35 گنا زیادہ رقبے کی ضرورت ہوتی ہے ، اور رفتار کی کارکردگی ASIC کے مقابلے میں 3 سے 4 گنا سست ہوگی۔ اس مضمون میں ایف پی جی اے کی بنیادی باتیں اور ایف پی جی اے آرکیٹیکچر ماڈیول کے بارے میں بیان کیا گیا ہے جس میں I / O پیڈ ، منطق کے بلاکس اور سوئچ میٹرکس شامل ہیں۔ FPGAs VLSI کے کچھ نئے رجحانات والے علاقے ہیں۔ لہذا ، ان میں استعمال ہوتے ہیں الیکٹرانک انجینئرنگ کے طلبا کے لئے VLSI پر مبنی پروجیکٹس .

FPGA فن تعمیر

عمومی ایف پی جی اے فن تعمیر تین قسم کے ماڈیولز پر مشتمل ہوتا ہے۔ وہ I / O بلاکس یا پیڈ ، سوئچ میٹرکس / انٹرکنکشن کناروں اور کنفیگریبل لاجک بلاکس (سی ایل بی) ہیں۔ بنیادی ایف پی جی اے فن تعمیر میں منطقی بلاکس کی دو جہتی صفیں ہوتی ہیں جن کے ذریعہ صارف کو منطق بلاکس کے مابین باہمی ربط کا بندوبست کرنا ہوتا ہے۔ ایف پی جی اے آرکیٹیکچر ماڈیول کے افعال کے بارے میں ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

• سی ایل بی (کنفیئبل لوجک بلاک) میں ڈیجیٹل لاجک ، ان پٹس ، آؤٹ پٹس شامل ہیں۔ یہ صارف کی منطق کو نافذ کرتا ہے۔
• آپس کے منطق صارف کے منطق کو نافذ کرنے کے لئے منطق بلاکس کے مابین سمت فراہم کرتے ہیں۔
• منطق پر منحصر ہے ، سوئچ میٹرکس آپس کے درمیان سوئچنگ مہیا کرتا ہے۔
• بیرونی دنیا کے لئے استعمال کردہ I / O پیڈ مختلف ایپلی کیشنز کے ساتھ بات چیت کرتے ہیں۔

FPGA فن تعمیر

منطق بلاک پر مشتمل ہے میکس (ملٹیپلیکسر) ، D پلٹائیں فلاپ اور LUT۔ ایل او ٹی نے مشترکہ منطقی افعال کو نافذ کیا ہے جس کا استعمال MUX سلیکشن منطق کے لئے کیا جاتا ہے ، اور D فلپ فلاپ LUT کے آؤٹ پٹ کو اسٹور کرتا ہے۔

ایف پی جی اے کا بنیادی عمارت بلاک لک اپ ٹیبل پر مبنی فنکشن جنریٹر ہے۔ LUT میں آدانوں کی تعداد 3،4،6 سے مختلف ہوتی ہے ، اور تجربات کے بعد بھی 8۔ اب ، ہمارے پاس انکولی LUTs ہیں جو فی فنکشن جنریٹرز کے نفاذ کے ساتھ فی LUT فی دو آؤٹ پٹ مہیا کرتے ہیں۔

ایف پی جی اے منطق بلاک

زیلنیکس ورٹیکس -5 سب سے مشہور ایف پی جی اے ہے ، جس میں لک اپ ٹیبل (ایل او ٹی) ہوتا ہے جو میکس سے منسلک ہوتا ہے ، اور جیسا کہ مذکورہ بالا بحث ہوا۔ موجودہ ایف پی جی اے میں تقریبا hundreds سینکڑوں یا ہزاروں ترتیب والے منطق کے بلاکس شامل ہیں۔ ایف پی جی اے کی تشکیل کے ل Mod ، ماڈیلسم اور زلنکس آئی ایس ای سافٹ وئیرز کو بٹ اسٹریم فائل تیار کرنے اور ترقی کے ل. استعمال کیا جاتا ہے۔

درخواستوں پر مبنی ایف پی جی اے کی اقسام

فیلڈ پروگرام قابل گیٹ اری کو ایپلی کیشنز پر مبنی تین اقسام میں درجہ بند کیا گیا ہے جیسے کم آخر ایف پی جی اے ، درمیانی فاصلہ پر مشتمل ایف پی جی اے اور اعلی کے آخر میں ایف پی جی اے۔

ایف پی جی اے کی اقسام

لو اینڈ ایف پی جی اے

اس طرح کی ایف پی جی اے کو کم بجلی کی کھپت ، کم منطق کی کثافت اور فی چپ کم پیچیدگی کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ کم اختتامی ایف پی جی اے کی مثالیں ہیں الٹیرا سے آنے والے چکرو فیملی ، زیلینکس سے اسپارٹن فیملی ، مائیکروسیمی سے فیوژن فیملی اور لیٹیس سیمیکمڈکٹر سے مچھ ایکس او / آئ سی ای 40۔

درمیانی حد کی ایف پی جی اے

اس طرح کی ایف پی جی اے کم آخر اور اعلی کے آخر میں ایف پی جی اے کے درمیان زیادہ سے زیادہ حل ہیں اور ان کو کارکردگی اور لاگت کے درمیان توازن کے طور پر تیار کیا گیا ہے۔ مڈ رینج ایف پی جی اے کی مثالوں میں الٹیرا سے آریا ، ایکس لنکس سے آرٹیکس 7 / کنٹیکس 7 سیریز ، مائکروسیمی سے آئی جی ایل002 اور ای سی پی 3 اور لیٹیس سیمیکمڈکٹر سے ای سی پی 5 سیریز ہیں۔

ہائی اینڈ ایف پی جی اے

اس قسم کی ایف پی جی اے منطقی کثافت اور اعلی کارکردگی کے ل for تیار کی گئی ہیں۔ ہائی اینڈ ایف پی جی اے کی مثالیں الٹیرا سے تعلق رکھنے والے ایک اسٹریٹکس فیملی ، زیلینکس سے ورٹیکس فیملی ، اچرونکس سے اسپیڈسٹر 22i فیملی ، اور مائکروسیمی سے پرو اے ایس سی 3 فیملی ہیں۔

ایف پی جی اے کی درخواستیں:

ایف پی جی اے نے گذشتہ ایک دہائی کے دوران تیزی سے ترقی حاصل کی ہے کیونکہ وہ درخواستوں کی وسیع رینج کے لئے کارآمد ہیں۔ ایف پی جی اے کی مخصوص درخواست میں ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ ، بائیو انفارمٹکس ، ڈیوائس کنٹرولرز ، سافٹ ویئر سے متعین ریڈیو ، بے ترتیب منطق ، ASIC پروٹو ٹائپنگ ، میڈیکل امیجنگ ، کمپیوٹر ہارڈویئر ایمولیشن ، متعدد ایس پی ایل ڈی کو مربوط کرنا ، آواز کی پہچان ، خفیہ نگاری ، فلٹرنگ اور مواصلت انکوڈنگ اور بہت کچھ۔

عام طور پر ، ایف پی جی اے کو خاص عمودی ایپلی کیشنز کے لئے رکھا جاتا ہے جہاں پیداوار کی مقدار کم ہوتی ہے۔ ان کم حجم کی ایپلی کیشنز کے لئے ، اعلی کمپنیاں ہر یونٹ ہارڈ ویئر کے اخراجات میں ادائیگی کرتی ہیں۔ آج ، کارکردگی کی نئی حرکیات اور لاگت نے قابل عمل اطلاق کی حد میں توسیع کردی ہے۔

ایف پی جی اے کی درخواستیں

کچھ اور عام ایف پی جی اے ایپلی کیشنز یہ ہیں: ایرو اسپیس اینڈ ڈیفنس ، میڈیکل الیکٹرانکس ، ASIC پروٹو ٹائپنگ ، آڈیو ، آٹوموٹو ، براڈکاسٹ ، کنزیومر الیکٹرانکس ، تقسیم شدہ مانیٹری سسٹم ، ڈیٹا سینٹر ، ہائی پرفارمنس کمپیوٹنگ ، صنعتی ، میڈیکل ، سائنسی آلات ، سیکیورٹی کے نظام ، ویڈیو اور تصویری پروسیسنگ ، وائرڈ مواصلات ، وائرلیس مواصلات .

ایف پی جی اے پر مبنی پروجیکٹ آئیڈیاز:

آخری سال کے انجینئرنگ طلبا کے لئے ویریلوگ ایچ ڈی ایل اور وی ایچ ڈی ایل کے ساتھ تجربہ کرنے کے لئے ایف پی جی اے پر مبنی پروجیکٹ خیالات کی ایک فہرست یہ ہے۔ الیکٹرانک منصوبوں کے خیالات کی فہرست ایف پی جی اے پر مبنی ذیل میں دیا گیا ہے:

ایف پی جی اے پر مبنی پروجیکٹ آئیڈیاز

1. ایف پی جی اے پر مبنی سیکیورٹی لاگ ان سسٹم
2. ایف پی جی اے پر مبنی ڈیجیٹل ہیرنگ ایڈ چپ
3. ایک FPGA پر مبنی ریئل ٹائم امیج کی خصوصیت نکالنے کا فن
4. ایف پی جی اے پر مبنی ڈیزائن اور ایم پی 4 ڈویکڈرس کا نفاذ
5. ایف پی جی اے پر مبنی ٹریفک سگنل کنٹرول سسٹم ڈیزائن اور عمل
6. کارڈک الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے پلس کمپریشن کیلئے ایف پی جی اے پر مبنی ہائی فریکوئینسی کیریئر جنریشن
7. قابل پروگرام منطق بلاک ڈیزائن اور میکرو گیٹ اور مخلوط LUT کے ساتھ ترکیب
8. ایک مخصوص ڈی ایس پی ٹاسک کے لئے درخواست کے لئے مخصوص انسٹرکشن سیٹ پروسیسر ڈیزائن ، عمل ، اور مطالعہ مرتب کریں
9. ہم وقت سازی یونٹ ڈیزائن اور عمل درآمد WCDMA اپلنک وصول کرنے کے لئے
10. ایف ای پی جی اے آئی ای ای 802.16 ای (موبائل وائی میکس) کے لئے ایف ایف ٹی الگورتھم کا نفاذ
11. ایف پی جی اے کی بنیاد پر ڈیزائننگ GPS (عالمی پوزیشننگ سسٹم) -جی ایس ایم (موبائلوں کے لئے عالمی نظام) موبائل نیویگیٹر
12. خلائی ویکٹر پی ڈبلیو ایم (پلس کی چوڑائی ماڈلن) تھری لیول کنورٹرز کیلئے: ایک لیب ویو عمل
13. اعلی کارکردگی ایمبیڈڈ پروسیسنگ کے لئے قابل پروگرام ملٹی پروسیسر پلیٹ فارم کا ڈیزائن اور عمل
14. ایف پی جی اے کیلئے اعلی کارکردگی پروسیسر کی اصلاح میں توسیع اور بہتری
15. لیبیویوٹ ایف پی جی اے کا استعمال کرتے ہوئے فیلڈ اورینٹڈٹ کنٹرول ڈویلپمنٹ اینڈ ایویلیواشن
16. براہ راست ڈیجیٹل فریکوئینسی ترکیب میں ایف پی جی اے
17. اعلی کارکردگی ایمبیڈڈ پروسیسنگ کے لئے ڈیزائن اور پروگرام ملٹی پروسیسر پلیٹ فارم
18. ایف پی جی اے کا استعمال کرتے ہوئے فیلڈ پروگرام قابل کاؤنٹر ارے کی خلائی کھوج کے ڈیزائن اور انضمام
19. نیوٹرنو ٹریک کا پتہ لگانے کے لئے آئسکیوب دوربین کا ایک FPGA نفاذ
20. فرم ویئر میں 3D ڈسپلے کی تصویری رکاوٹ
21. MIMO Sphere سسٹم فن تعمیر اور عمل
22. سپر اسٹار پاور ایفیئنسیی ایف ایف ٹی (فاسٹ فوریئر ٹرانسفارم) فن تعمیر
23. لکیری تاثرات شفٹ رجسٹر (ایل ایف ایس آر) کم طاقت بسٹ کیلئے بجلی کی اصلاح

اس مضمون پر اپنا قیمتی وقت گزارنے کے بعد ، ہمیں یقین ہے کہ ، آپ کو ایف پی جی اے فن تعمیر کے بارے میں اچھ gotا خیال ملا ہے اور اس کے بارے میں ایف پی جی اے پر مبنی پروجیکٹ آئیڈیاز سے اپنی پسند کے پروجیکٹ کے عنوان کو منتخب کرنے کے بارے میں ، اور امید ہے کہ آپ کو کسی بھی موضوع کو اٹھانے کے ل enough کافی اعتماد ہے۔ فہرست سے ان منصوبوں کے بارے میں مزید تفصیلات اور مدد کے ل you ، آپ نیچے دیئے گئے کمنٹس سیکشن میں ہمیں لکھ سکتے ہیں۔

تصویر کے کریڈٹ:

• بذریعہ فیلڈ پروگرام قابل گیٹ آری ruggedpcreview
• FPGA پر مبنی پروجیکٹ آئیڈیاز منجانب rtcmagazine