¿QUE
ES UNA FPGA?
(field programmable gate array)
El tamaño, estructura, número de bloques, cantidad y conectividad de las conexiones, varían en las distintas arquitecturas.
Estos arreglos programables, son chips de silicio reprogramables. El primer FPGA fue inventado en el año de 1985, por el señor Ross Freeman cofundador de la compañía XILINX.
La adopción del chip FPGA en las industrias es guiada por el hecho que los FPGAs combinan lo mejor de los circuitos integrados de aplicación específica (ASICs) y sistemas basados en procesador. Los FPGAs ofrecen velocidades temporizadas por hardware y fiabilidad, pero sin requerir altos volúmenes de recursos para compensar el gran gasto que genera un diseño personalizado de ASIC.
Uno de los beneficios de los FPGAs ante los sistemas basados en procesador es que la lógica de aplicación es implementada en circuitos de hardware en lugar de ejecutarse aparte de un SO, controladores y software de aplicación.
Si usted es nuevo en el concepto de un FPGA, la finalidad de este documento es introducir, al diseñador de hardware no digital, los bloques de construcción de un FPGA y a las herramientas de diseño que permiten tener un chip de silicio reconfigurable.
Cada chip de FPGA está hecho de un número limitado de recursos predefinidos con interconexiones programables para implementar un circuito digital reconfigurable y bloques de E/S para permitir que los circuitos tengan acceso al mundo exterior.
Las especificaciones de recursos de FPGA a menudo incluyen el número de bloques de lógica configurables, número de bloques de lógica de función fijos como multiplicadores y el tamaño de los recursos de memoria como RAM en bloques embebidos. De las muchas partes del chip FPGA, estos son generalmente los más importantes cuando se seleccionan y comparan FPGAs para una aplicación en particular.
Los bloques de lógica configurables (CLBs) son la unidad de lógica básica de un FPGA. Algunas veces referido como segmentos o células de lógica, los CLBs están hechos de dos componentes básicos: flip-flops y tablas de consulta (LUTs). Es importante tomar esto en cuenta porque distintas familias de FPGAs se diferencian en la manera en que los flip-flops y las LUTs están empacados.
A continuación se presenta el siguiente cuadro comparativo, de la compañía de tecnología llamada xilinx donde se percibe las diferentes características de cada una de las familias que posee esta compañía.
sus familias de FPGA`s son ARTIX-7, KINTEX-7 y VIRTEX-7 .
|
CUADRO COMPARATIVO
|
||||||
|
|
FAMILIA
|
REFERENCIA
|
FAMILIA
|
REFERENCIA
|
FAMILIA
|
REFERENCIA
|
|
ARTIX-7
|
XC7A1ST
|
KINTEX-7
|
XC7K70T
|
VIRTEX-7
|
XC7VS85T
|
|
|
RECURSOS LOGICOS
|
|
|
|
|||
|
Celdas lógicas
|
16640
|
65600
|
582720
|
|||
|
CLB flip-flop
|
20800
|
82000
|
728400
|
|||
|
Slices
(rebanadas)
|
2600
|
10250
|
91050
|
|||
|
RECURSOS DE MEMORIA
|
|
|
|
|||
|
Máxima
distribución RAM (Kb)
|
200
|
838
|
6938
|
|||
|
Bloque de RAM
FIFO
|
25
|
135
|
795
|
|||
|
Bloque totalde
RAM
|
900
|
4860
|
28620
|
|||
|
RECURSOS DE RELOJ
|
|
|
|
|||
|
CMTs
|
5
|
6
|
3
|
|||
|
RECURSOS DE I/O
|
|
|
|
|||
|
Máximo
diferencial en pares
|
120
|
144
|
408
|
|||
|
Máximo
single-ended (unipolar)
|
250
|
300
|
850
|
|||
|
RECURSOS EMEBIDOS IP
|
|
|
|
|||
|
Mezcla de
señales análogas
|
1
|
1
|
1
|
|||
|
Bloques de
configuración
|
1
|
1
|
1
|
|||
|
GRADOS DE VELOCIDAD
|
|
|
|
|||
|
Comercial
|
-1,-2
|
-1,-2
|
-1,-2
|
|||
|
extendido
|
-2L,-3
|
-2L,-3
|
-2L,-3
|
|||
|
industrial
|
-1,-2,-1
|
-1,-2
|
-1,-2
| |||
La utilización de estos chips, depende del requerimiento del usuario ya que cada uno tiene una funcionalidad y complejidad.
bibliográfica y webgrafia.
https://www.xilinx.com/
http://www.ni.com/fpga/esa/
http://www.ni.com/white-paper/6983/es/
