(نئون ۽ اصل) اسٽاڪ ۾ 3S200A-4FTG256C IC چپ XC3S200A-4FTG256C
پيداوار جون خاصيتون
| ٽائيپ | وضاحت | چونڊيو |
| زمرو | انٽيگريٽيڊ سرڪٽس (ICs) |
|
| Mfr | AMD Xilinx |
|
| سلسلو | Spartan®-3A |
|
| پيڪيج | تري |
|
| پيداوار جي حالت | چالو |
|
| LABs/CLBs جو تعداد | 448 |
|
| منطقي عنصرن/سيلن جو تعداد | 4032 |
|
| ڪل رام بٽس | 294912 |
|
| I/O جو تعداد | 195 |
|
| گيٽس جو تعداد | 200000 |
|
| وولٹیج- سپلائي | 1.14V ~ 1.26V |
|
| چڙهڻ جو قسم | مٿاڇري جبل |
|
| آپريٽنگ جي درجه حرارت | 0°C ~ 85°C (TJ) |
|
| پيڪيج / ڪيس | 256-LBGA |
|
| فراهم ڪندڙ ڊوائيس پيڪيج | 256-FTBGA (17×17) |
|
| بنيادي پراڊڪٽ نمبر | XC3S200 |
فيلڊ پروگرام قابل گيٽ صف
ايفيلڊ-پروگراميبل گيٽ صف(FPGA) آهي هڪمربوط سرڪٽٺاھيو ويو ھڪڙي ڪسٽمر يا ٺاھيندڙ طرفان ترتيب ڏيڻ کان پوءِ ٺاھيندڙ - تنھنڪري اصطلاحفيلڊ-پروگراميبل.FPGA ٺاھ جوڙ عام طور تي استعمال ڪيو ويندو آھي aهارڊويئر وضاحت جي ٻولي(HDL)، انهي سان ملندڙ جلندڙ هڪ لاء استعمال ڪيو ويوايپليڪيشن-مخصوص مربوط سرڪٽ(ASIC).سرڪٽ ڊراگراماڳ ۾ ترتيب ڏيڻ جي وضاحت ڪرڻ لاء استعمال ڪيو ويو، پر ان جي اچڻ جي ڪري وڌيڪ ناياب آهياليڪٽرانڪ ڊيزائن خودڪاراوزار.
FPGAs تي مشتمل هڪ صفقابل پروگرام منطق بلاڪ, ۽ ٻيهر ترتيب ڏيڻ واري هڪ ٻئي سان ڳنڍڻ جو هڪ سلسلو بلاڪ کي گڏ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو.منطقي بلاڪ ڪمپليڪس انجام ڏيڻ لاءِ ترتيب ڏئي سگھجن ٿاگڏيل افعال، يا سادو ڪم ڪريومنطق جا دروازاجهڙو۽۽XOR.اڪثر FPGAs ۾، منطقي بلاڪ پڻ شامل آهنياداشت عناصر، جيڪو سادو ٿي سگهي ٿوflip-flopsيا ياداشت جا وڌيڪ مڪمل بلاڪ.[1]ڪيترن ئي FPGAs reprogrammed ڪري سگهجي ٿو مختلف لاڳو ڪرڻ لاءمنطق جا ڪم، اجازت ڏيڻ لچڪدارreconfigurable ڪمپيوٽنگجيئن ۾ ڪيو ويوڪمپيوٽر سافٽ ويئر.
FPGAs ۾ هڪ قابل ذڪر ڪردار آهيشامل ٿيل نظامانهن جي صلاحيت جي ڪري هارڊويئر سان گڏ سسٽم سافٽ ويئر ڊولپمينٽ شروع ڪرڻ جي صلاحيت، ترقي جي تمام ابتدائي مرحلي ۾ سسٽم جي ڪارڪردگي جي تخليق کي فعال ڪرڻ، ۽ سسٽم جي فن تعمير کي حتمي شڪل ڏيڻ کان اڳ مختلف سسٽم جي آزمائشي ۽ ڊيزائن جي تکرار جي اجازت ڏئي ٿي.[2]
تاريخ[ترميم ڪريو]
FPGA صنعت مان نڪتلپروگرام جي قابل صرف پڙهڻ واري ياداشت(PROM) ۽پروگرام قابل منطق ڊوائيسز(PLDs).PROMs ۽ PLDs ٻنهي کي بيچ ۾ پروگرام ڪرڻ جو اختيار هوندو هو ڪارخاني ۾ يا فيلڊ ۾ (فيلڊ-پروگرام لائق).[3]
الٽرا1983 ۾ ٺهرايو ويو ۽ 1984 ۾ صنعت جي پهرين ري-پروگراميبل منطق ڊيوائس ڏني وئي - EP300 - جنهن پيڪيج ۾ هڪ کوارٽز ونڊو ڏيکاريل هئي جنهن کي استعمال ڪندڙن کي اجازت ڏني وئي ته هو هڪ الٽرا وائلٽ ليمپ کي ختم ڪرڻ لاءِ ڊائي تي روشني ڪري.EPROMسيلز جيڪي ڊوائيس جي ترتيب کي منعقد ڪن ٿا.[4]
Xilinxپهريون تجارتي طور تي قابل عمل فيلڊ-پروگراميبل پيدا ڪيودروازي جي صف1985ع ۾[3]- XC2064.[5]XC2064 وٽ پروگرام لائق دروازا ۽ دروازن جي وچ ۾ پروگرام قابل ڳنڍيون، نئين ٽيڪنالاجي ۽ مارڪيٽ جي شروعات.[6]XC2064 وٽ 64 ترتيب ڏيڻ وارا منطقي بلاڪ (CLBs) هئا، ٻه ٽي ان پٽ سانجدول ڳولڻ(LUTs).[7]
1987ع ۾، جيبحري سطح جي جنگ جو مرڪزاسٽيو ڪاسلمين پاران تجويز ڪيل هڪ تجربي کي فنڊ فراهم ڪيو ويو آهي جيڪو هڪ ڪمپيوٽر تيار ڪرڻ لاءِ جيڪو 600,000 ريپروگراميبل گيٽس تي عمل ڪندو.Casselman ڪامياب ٿي ويو ۽ سسٽم سان لاڳاپيل پيٽرن 1992 ۾ جاري ڪيو ويو.[3]
Altera ۽ Xilinx غير چيلنج جاري رکيا ۽ جلدي 1985 کان 1990 جي وچ تائين وڌيا جڏهن مقابلا وڌي ويا، انهن جي مارڪيٽ شيئر جو هڪ اهم حصو ختم ڪري ڇڏيو.1993 پاران، Actel (هاڻيمائڪروسيمي) تقريبن 18 سيڪڙو مارڪيٽ جي خدمت ڪري رهيو هو.[6]
1990s FPGAs لاءِ تيزيءَ سان ترقي جو دور هو، ٻنهي سرڪٽ جي نفاست ۽ پيداوار جي مقدار ۾.شروعاتي 1990s ۾، FPGAs بنيادي طور تي استعمال ڪيا وياٽيلي ڪميونيڪيشن۽نيٽ ورڪنگ.ڏهاڪي جي آخر تائين، FPGAs پنهنجو رستو صارفين، گاڏين، ۽ صنعتي ايپليڪيشنن ۾ مليو.[8]
2013 تائين، Altera (31 سيڪڙو)، Actel (10 سيڪڙو) ۽ Xilinx (36 سيڪڙو) گڏجي FPGA مارڪيٽ جو تقريباً 77 سيڪڙو نمائندگي ڪن ٿا.[9]
مائڪروسافٽ جهڙيون ڪمپنيون استعمال ڪرڻ شروع ڪيون آهن FPGAs کي تيز ڪرڻ لاءِ اعليٰ ڪارڪردگي، ڪمپيوٽيشنل گديد نظام (جهڙوڪڊيٽا مرڪزجيڪي انهن کي هلائيندا آهنBing سرچ انجڻ) جي ڪريڪارڪردگي في واٽفائدو FPGAs پهچائڻ.[10]Microsoft FPGAs استعمال ڪرڻ شروع ڪيوتيز ڪرڻBing 2014 ۾، ۽ 2018 ۾ FPGAs کي ترتيب ڏيڻ شروع ڪيو ٻين ڊيٽا سينٽر جي ڪم لوڊ لوڊ ڪرڻ لاءِازور ڪلائوڊ ڪمپيوٽنگپليٽ فارم.[11]
هيٺيون ٽائم لائنون FPGA ڊيزائن جي مختلف پهلوئن ۾ پيش رفت جي نشاندهي ڪن ٿيون:
گيٽ
- 1987: 9,000 دروازا، Xilinx[6]
- 1992: 600,000، بحري سرفيس وارفيئر ڊپارٽمينٽ[3]
- شروعاتي 2000s: ملين[8]
- 2013: 50 ملين، زيلينڪس[12]
مارڪيٽ سائيز
- 1985: پهريون تجارتي FPGA: Xilinx XC2064[5][6]
- 1987: $14 ملين[6]
- ج.1993: > $385 ملين[6][ناڪامي جي تصديق]
- 2005: $1.9 بلين[13]
- 2010 تخمينو: $2.75 بلين[13]
- 2013: $5.4 بلين[14]
- 2020 تخمينو: $9.8 بلين[14]
ڊيزائن شروع ٿئي ٿو
ايڊيزائن جي شروعاتFPGA تي عمل درآمد لاءِ هڪ نئون ڪسٽم ڊيزائن آهي.
ڊيزائن[ترميم ڪريو]
همعصر FPGAs جا وڏا وسيلا آهنمنطق جا دروازا۽ رام بلاڪ پيچيده ڊجيٽل حسابن کي لاڳو ڪرڻ لاء.جيئن FPGA ڊزائينز تمام تيز I/O جي شرح ۽ ٻه طرفي ڊيٽا کي ملازمت ڏين ٿابسون، اهو هڪ چئلينج بڻجي ٿو صحيح ڊيٽا جي صحيح وقت جي تصديق ڪرڻ لاءِ سيٽ اپ وقت جي اندر ۽ وقت رکو.
فرش جي منصوبه بنديانهن وقت جي پابندين کي پورو ڪرڻ لاءِ FPGAs اندر وسيلن جي ورهاست کي قابل بڻائي ٿو.FPGAs ڪنهن به منطقي فنڪشن کي لاڳو ڪرڻ لاء استعمال ڪري سگھجن ٿيونASICانجام ڏئي سگهي ٿو.شپنگ کان پوء ڪارڪردگي کي اپڊيٽ ڪرڻ جي صلاحيت،جزوي ٻيهر ترتيب ڏيڻڊزائن جو هڪ حصو[17]۽ ASIC ڊيزائن جي ڀيٽ ۾ گھٽ غير ريٽرننگ انجنيئرنگ خرچ (عام طور تي اعلي يونٽ جي قيمت جي باوجود)، ڪيترن ئي ايپليڪيشنن لاء فائدا پيش ڪن ٿا.[1]
ڪجھ FPGAs ۾ ڊجيٽل افعال کان علاوه اينالاگ خاصيتون آھن.سڀ کان وڌيڪ عام اينالاگ خصوصيت هڪ پروگرام قابل آهيگھٽ شرحهر آئوٽ پِن تي، انجنيئر کي اجازت ڏئي ٿو ته هلڪي لوڊ ٿيل پنن تي گهٽ قيمتون مقرر ڪن جيڪي ٻي صورت ۾منڊيياجوڙوناقابل قبول طور تي، ۽ تيز رفتار چينلن تي تمام گهڻي لوڊ ٿيل پنن تي اعلي شرح مقرر ڪرڻ لاء جيڪي ٻي صورت ۾ تمام سست هلندا.[18][19]پڻ عام آهن کوارٽز-کرسٽل oscillators, on-chip resistance-capacitance oscillators، ۽مرحلو بند ٿيل لوپشامل ٿيل سانوولٹیج-ڪنٽرول oscillatorsگھڙي جي پيداوار ۽ انتظام لاءِ استعمال ڪيو ويو ۽ گڏوگڏ تيز رفتار سيريلائيزر-ڊيسيريلائيزر (SERDES) منتقلي گھڙين ۽ وصول ڪندڙ گھڙي بحالي لاءِ.ڪافي عام فرق آهنموازنہ ڪندڙڳنڍڻ لاءِ ٺهيل ان پٽ پنن تيفرق سگنلنگچينلڪجھ "مخلوط سگنلFPGAs" پردي کي ضم ڪيو ويو آهياينالاگ کان ڊجيٽل ڪنورٽرز(ADCs) ۽ڊجيٽل کان اينالاگ ڪنورٽرز(DACs) اينالاگ سگنل ڪنڊيشن بلاڪ سان انهن کي ڪم ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو aسسٽم تي-هڪ چپ(SoC).[20]اهڙيون ڊوائيس هڪ FPGA جي وچ ۾ لڪير کي ڦهلائي ٿو، جيڪو ان جي اندروني پروگرام جي قابل رابطي واري ڪپڙي تي ڊجيٽل ۽ زيرو رکي ٿو، ۽فيلڊ-پروگرام قابل اينالاگ صف(FPAA)، جيڪو اينالاگ قدر رکندو آهي ان جي اندروني پروگرام جي قابل رابطي واري ڪپڙي تي.
منطقي بلاڪ[ترميم ڪريو]
اصل مضمون:منطق بلاڪ
منطقي سيل جي سادي نموني مثال (LUT -ڳولهي ٽيبل, FA -مڪمل اضافو, DFF -ڊي قسم جي فلپ فلاپ)
سڀ کان وڌيڪ عام FPGA فن تعمير جي هڪ صف تي مشتمل آهيمنطق بلاڪ(جنهن کي ترتيب ڏيڻ وارو منطق بلاڪ، CLBs، يا منطق سري بلاڪ، LABs، وينڊر تي منحصر سڏيو ويندو آهي)I/O پيڊ، ۽ روٽنگ چينلز.[1]عام طور تي، سڀني رستن واري چينلن جي ساڳي ويڪر (تارن جو تعداد) آهي.گھڻا I/O پيڊ ھڪڙي قطار جي اوچائي يا صف ۾ ھڪڙي ڪالمن جي چوٽي ۾ مناسب ٿي سگھن ٿا.
"هڪ ايپليڪيشن سرڪٽ کي مناسب وسيلن سان FPGA ۾ نقشو ڪيو وڃي.جڏهن ته گهربل CLBs/LABs ۽ I/Os جو تعداد آسانيءَ سان ڊزائين مان طئي ڪيو وڃي ٿو، گهربل رستن جو تعداد به مختلف ٿي سگھي ٿو ڊزائنن جي وچ ۾ به ساڳي مقدار جي منطق سان.(مثال طور، الفڪراس بار سوئچa کان وڌيڪ رستي جي ضرورت آهيسسٽولڪ صفساڳئي دروازي جي ڳڻپ سان.جيئن ته غير استعمال ٿيل روٽنگ ٽريڪ حصو جي قيمت وڌائي ٿو (۽ ڪارڪردگي کي گھٽائي ٿو) بغير ڪنهن به فائدي جي، FPGA ٺاهيندڙن کي صرف ڪافي ٽريڪ مهيا ڪرڻ جي ڪوشش ڪري ٿو ته جيئن اڪثر ڊيزائن جيڪي مناسب هوندا.جدول ڳولڻ(LUTs) ۽ I/Os ٿي سگھي ٿوروانو ڪيو ويو.اهو اندازو لڳايو ويو آهي جيئن ته انهن مان نڪتل آهنڪرائي جو ضابطويا موجوده ڊيزائن سان تجربن ذريعي.[21]2018 تائين،نيٽ ورڪ تي چپروڊن ۽ ڪنيڪشن لاءِ آرڪيٽيڪچر ٺاهيا پيا وڃن.[اقتباس جي ضرورت آهي]
عام طور تي، هڪ منطقي بلاڪ ڪجھ منطقي سيلن تي مشتمل آهي (جنهن کي ALM، LE، سلائس وغيره سڏيو ويندو آهي).هڪ عام سيل هڪ 4-ان پٽ LUT تي مشتمل آهي، aمڪمل اضافو(FA) ۽ الفڊي قسم جي فلپ فلاپ.اهي ٻه 3-ان پٽ LUTs ۾ ورهائي سگهجن ٿيون.۾عام موڊاهي پهرين ذريعي 4-ان پٽ LUT ۾ گڏيل آهنملٽي پلڪسر(ميڪس).۾رياضيموڊ، انهن جا آئوٽ ايڊر کي کارايا ويندا آهن.موڊ جي چونڊ کي سيڪنڊ ميڪس ۾ پروگرام ڪيو ويو آهي.پيداوار يا ته ٿي سگهي ٿوهم وقت سازياهم وقت ساز، ٽئين ميڪس جي پروگرامنگ تي منحصر آهي.عملي طور تي، سڄو يا شامل ڪندڙ جا حصا آهنفنڪشن جي طور تي ذخيرو ٿيلمحفوظ ڪرڻ لاءِ LUTs ۾خلا.[22][23][24]
سخت بلاڪ[ترميم ڪريو]
جديد FPGA خاندانن کي وڌايو ويو مٿين صلاحيتن کي شامل ڪرڻ لاء اعلي سطحي ڪارڪردگي شامل ڪرڻ لاء سلکان ۾ مقرر ڪيل.انهن عام افعالن کي سرڪٽ ۾ شامل ڪرڻ گھربل علائقي کي گھٽائي ٿو ۽ انهن ڪمن کي منطقي پرائمري کان تعمير ڪرڻ جي مقابلي ۾ رفتار وڌائي ٿو.انهن جا مثال شامل آهنضرب ڪندڙ، عامڊي ايس پي بلاڪ,شامل ٿيل پروسيسرز، تيز رفتار I/O منطق ۽ ايمبيڊڊيادون.
اعلي-آخر FPGAs تيز رفتار تي مشتمل ٿي سگھي ٿوملٽي گيگابٽ ٽرانسيورس۽سخت IP ڪورجيئن تهپروسيسر ڪور,ايٿرنيٽ وچولي رسائي ڪنٽرول يونٽ,PCI/PCI ايڪسپريسڪنٽرولرز، ۽ خارجي ميموري ڪنٽرولرز.اهي ڪور موجود آهن پروگراميبل ڪپڙي سان گڏ، پر انهن مان ٺهيل آهنٽرانسسٽرLUTs جي بدران، تنهن ڪري انهن وٽ ASIC-سطح آهيڪارڪردگي۽بجلي جواستعمالڪپڙي جي وسيلن جي وڏي مقدار کي استعمال ڪرڻ کان سواءِ، ايپليڪيشن جي مخصوص منطق لاءِ وڌيڪ ڪپڙو مفت ڇڏڻ.ملٽي گيگابٽ ٽرانسيورس ۾ پڻ اعلي ڪارڪردگي اينالاگ ان پٽ ۽ آئوٽ سرڪٽي سان گڏ تيز رفتار سيريلائيزر ۽ ڊيسيريلائيزر شامل آهن، اجزاء جيڪي LUTs کان ٻاهر نه ٺاهي سگھجن ٿيون.اعلي سطحي جسماني پرت (PHY) ڪارڪردگي جهڙوڪلائن ڪوڊنگFPGA تي منحصر ڪري، سخت منطق ۾ سيريلائزرز ۽ ڊيسيريلائزرز سان گڏ لاڳو ٿي سگھي ٿو يا نه.
