ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ഐസി ചിപ്പ് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകം XC5VLX110-1FFG1153C FPGA Virtex-5

ഉൽപ്പന്ന ആട്രിബ്യൂട്ടുകൾ

ഉൽപ്പന്ന വിവര പിശക് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുക

സമാനമായത് കാണുക

പ്രമാണങ്ങളും മാധ്യമങ്ങളും

പരിസ്ഥിതി & കയറ്റുമതി വർഗ്ഗീകരണങ്ങൾ

ഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന ഗേറ്റ് അറേ

എഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന ഗേറ്റ് അറേ(FPGA) ആണ്ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്നിർമ്മാണത്തിന് ശേഷം ഒരു ഉപഭോക്താവോ ഡിസൈനറോ കോൺഫിഗർ ചെയ്യാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത് - അതിനാൽ ഈ പദംഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന.FPGA കോൺഫിഗറേഷൻ സാധാരണയായി a ഉപയോഗിച്ചാണ് വ്യക്തമാക്കുന്നത്ഹാർഡ്‌വെയർ വിവരണ ഭാഷ(HDL), an-ന് ഉപയോഗിച്ചതിന് സമാനമാണ്ആപ്ലിക്കേഷൻ-നിർദ്ദിഷ്ട ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്(ASIC).സർക്യൂട്ട് ഡയഗ്രമുകൾകോൺഫിഗറേഷൻ വ്യക്തമാക്കാൻ മുമ്പ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, എന്നാൽ ഇത് വളരെ അപൂർവമാണ്ഇലക്ട്രോണിക് ഡിസൈൻ ഓട്ടോമേഷൻഉപകരണങ്ങൾ.

FPGA-കളിൽ ഒരു ശ്രേണി അടങ്ങിയിരിക്കുന്നുപ്രോഗ്രാമബിൾ ലോജിക് ബ്ലോക്കുകൾ, ഒപ്പം ബ്ലോക്കുകൾ ഒരുമിച്ച് വയർ ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്ന പുനഃക്രമീകരിക്കാവുന്ന ഇൻ്റർകണക്‌റ്റുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി.സങ്കീർണ്ണമായ പ്രകടനം നടത്താൻ ലോജിക് ബ്ലോക്കുകൾ ക്രമീകരിക്കാവുന്നതാണ്സംയോജന പ്രവർത്തനങ്ങൾ, അല്ലെങ്കിൽ ലളിതമായി പ്രവർത്തിക്കുകലോജിക് ഗേറ്റുകൾപോലെഒപ്പംഒപ്പംXOR.മിക്ക FPGA-കളിലും, ലോജിക് ബ്ലോക്കുകളും ഉൾപ്പെടുന്നുമെമ്മറി ഘടകങ്ങൾ, അത് ലളിതമായിരിക്കാംഫ്ലിപ്പ് ഫ്ലോപ്പുകൾഅല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ പൂർണ്ണമായ മെമ്മറി ബ്ലോക്കുകൾ.^[1]വ്യത്യസ്‌തമായി നടപ്പിലാക്കാൻ നിരവധി FPGA-കൾ റീപ്രോഗ്രാം ചെയ്യാൻ കഴിയുംലോജിക് പ്രവർത്തനങ്ങൾ, ഫ്ലെക്സിബിൾ അനുവദിക്കുന്നുപുനഃക്രമീകരിക്കാവുന്ന കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്ൽ അവതരിപ്പിച്ചത് പോലെകമ്പ്യൂട്ടർ സോഫ്റ്റ് വെയർ.

FPGA-കൾക്ക് ശ്രദ്ധേയമായ പങ്കുണ്ട്എംബഡഡ് സിസ്റ്റംഹാർഡ്‌വെയറിനൊപ്പം ഒരേസമയം സിസ്റ്റം സോഫ്‌റ്റ്‌വെയർ ഡെവലപ്‌മെൻ്റ് ആരംഭിക്കാനും, വികസനത്തിൻ്റെ ആദ്യഘട്ടത്തിൽ സിസ്റ്റം പെർഫോമൻസ് സിമുലേഷനുകൾ പ്രാപ്‌തമാക്കാനും, സിസ്റ്റം ആർക്കിടെക്ചർ അന്തിമമാക്കുന്നതിന് മുമ്പ് വിവിധ സിസ്റ്റം ട്രയലുകളും ഡിസൈൻ ആവർത്തനങ്ങളും അനുവദിക്കാനുമുള്ള അവരുടെ കഴിവ് കാരണം വികസനം.^[2]

ചരിത്രം[തിരുത്തുക]

FPGA വ്യവസായം മുളപൊട്ടിപ്രോഗ്രാമബിൾ റീഡ്-ഒൺലി മെമ്മറി(PROM) കൂടാതെപ്രോഗ്രാമബിൾ ലോജിക് ഉപകരണങ്ങൾ(PLDs).PROM-കൾക്കും PLD-കൾക്കും ഒരു ഫാക്ടറിയിലോ ഫീൽഡിലോ ബാച്ചുകളായി പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാനുള്ള ഓപ്ഷൻ ഉണ്ടായിരുന്നു (ഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്നത്).^[3]

ആൾട്ടെറ1983-ൽ സ്ഥാപിതമായി, വ്യവസായത്തിൻ്റെ ആദ്യത്തെ റീപ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന ലോജിക് ഉപകരണം 1984-ൽ വിതരണം ചെയ്തു - EP300 - പാക്കേജിൽ ഒരു ക്വാർട്സ് വിൻഡോ ഫീച്ചർ ചെയ്തു, അത് ഡൈയിൽ അൾട്രാ വയലറ്റ് ലാമ്പ് പ്രകാശിപ്പിക്കാൻ ഉപയോക്താക്കളെ അനുവദിച്ചു.EPROMഉപകരണ കോൺഫിഗറേഷൻ നിലനിർത്തിയ സെല്ലുകൾ.^[4]

Xilinxവാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിലുള്ള ആദ്യത്തെ ഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാമബിൾ നിർമ്മിച്ചുഗേറ്റ് അറേ1985-ൽ^[3]- XC2064.^[5]XC2064 ന് പ്രോഗ്രാമബിൾ ഗേറ്റുകളും ഗേറ്റുകൾക്കിടയിൽ പ്രോഗ്രാമബിൾ ഇൻ്റർകണക്‌റ്റുകളും ഉണ്ടായിരുന്നു, ഒരു പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും വിപണിയുടെയും തുടക്കം.^[6]XC2064 ന് 64 കോൺഫിഗർ ചെയ്യാവുന്ന ലോജിക് ബ്ലോക്കുകൾ (CLBs) ഉണ്ടായിരുന്നു, രണ്ട് മൂന്ന് ഇൻപുട്ടുകളുമുണ്ട്.ലുക്ക്അപ്പ് ടേബിളുകൾ(LUTs).^[7]

1987-ൽ, ദിനേവൽ സർഫേസ് വാർഫെയർ സെൻ്റർ600,000 റീപ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന ഗേറ്റുകൾ നടപ്പിലാക്കുന്ന ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ വികസിപ്പിക്കുന്നതിന് സ്റ്റീവ് കാസൽമാൻ നിർദ്ദേശിച്ച ഒരു പരീക്ഷണത്തിന് ധനസഹായം നൽകി.കാസൽമാൻ വിജയിക്കുകയും സിസ്റ്റവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു പേറ്റൻ്റ് 1992-ൽ നൽകുകയും ചെയ്തു.^[3]

Altera, Xilinx എന്നിവ വെല്ലുവിളികളില്ലാതെ തുടർന്നു, 1985 മുതൽ 1990-കളുടെ മധ്യം വരെ അതിവേഗം വളർന്നു.1993 ആയപ്പോഴേക്കും ആക്റ്റെൽ (ഇപ്പോൾമൈക്രോസെമി) വിപണിയുടെ ഏകദേശം 18 ശതമാനം സേവനം നൽകുന്നുണ്ട്.^[6]

1990-കൾ സർക്യൂട്ട് സങ്കീർണ്ണതയിലും ഉൽപ്പാദനത്തിൻ്റെ അളവിലും FPGA-കളുടെ അതിവേഗ വളർച്ചയുടെ കാലഘട്ടമായിരുന്നു.1990-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, FPGA-കൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നുടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്ഒപ്പംനെറ്റ്‌വർക്കിംഗ്.ദശാബ്ദത്തിൻ്റെ അവസാനത്തോടെ, FPGA-കൾ ഉപഭോക്തൃ, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലേക്ക് വഴി കണ്ടെത്തി.^[8]

2013 ആയപ്പോഴേക്കും, Altera (31%), Actel (10%), Xilinx (36%) എന്നിവ ചേർന്ന് FPGA മാർക്കറ്റിൻ്റെ ഏകദേശം 77 ശതമാനം പ്രതിനിധീകരിച്ചു.^[9]

മൈക്രോസോഫ്റ്റ് പോലുള്ള കമ്പനികൾ ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള, കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ തീവ്രതയുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് FPGA-കൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി.ഡാറ്റാ സെൻ്ററുകൾഅത് അവരുടെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുബിംഗ് സെർച്ച് എഞ്ചിൻ), കാരണത്താൽവാട്ട് പെർഫോമൻസ്നേട്ടം FPGA-കൾ നൽകുന്നു.^[10]മൈക്രോസോഫ്റ്റ് FPGA-കൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിത്വരിതപ്പെടുത്തുക2014-ലും 2018-ലും അവരുടെ മറ്റ് ഡാറ്റാ സെൻ്റർ വർക്ക്ലോഡുകളിലുടനീളം FPGA-കൾ വിന്യസിക്കാൻ തുടങ്ങി.ആകാശനീല ക്ലൗഡ് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്പ്ലാറ്റ്ഫോം.^[11]

ഇനിപ്പറയുന്ന ടൈംലൈനുകൾ FPGA രൂപകൽപ്പനയുടെ വിവിധ വശങ്ങളിൽ പുരോഗതി സൂചിപ്പിക്കുന്നു:

ഗേറ്റ്സ്

• 1987: 9,000 ഗേറ്റുകൾ, Xilinx^[6]
• 1992: 600,000, നേവൽ സർഫേസ് വാർഫെയർ ഡിപ്പാർട്ട്മെൻ്റ്^[3]
• 2000-കളുടെ ആരംഭം: ദശലക്ഷക്കണക്കിന്^[8]
• 2013: 50 ദശലക്ഷം, Xilinx^[12]

വിപണി വലിപ്പം

• 1985: ആദ്യത്തെ വാണിജ്യ FPGA : Xilinx XC2064^[5][6]
• 1987: $14 ദശലക്ഷം^[6]
• സി.1993: >$385 ദശലക്ഷം^{[6][പരിശോധിച്ചുറപ്പിക്കൽ പരാജയപ്പെട്ടു]}
• 2005: $1.9 ബില്യൺ^[13]
• 2010 എസ്റ്റിമേറ്റ്: $2.75 ബില്യൺ^[13]
• 2013: $5.4 ബില്യൺ^[14]
• 2020 എസ്റ്റിമേറ്റ്: $9.8 ബില്യൺ^[14]

ഡിസൈൻ ആരംഭിക്കുന്നു

എഡിസൈൻ തുടക്കംഒരു FPGA-യിൽ നടപ്പിലാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പുതിയ ഇഷ്‌ടാനുസൃത രൂപകൽപ്പനയാണ്.

• 2005: 80,000^[15]
• 2008: 90,000^[16]

ഡിസൈൻ[തിരുത്തുക]

സമകാലിക FPGA-കൾക്ക് വലിയ വിഭവങ്ങളുണ്ട്ലോജിക് ഗേറ്റുകൾസങ്കീർണ്ണമായ ഡിജിറ്റൽ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടപ്പിലാക്കാൻ റാം ബ്ലോക്കുകളും.FPGA ഡിസൈനുകൾ വളരെ വേഗത്തിലുള്ള I/O നിരക്കുകളും ബൈഡയറക്ഷണൽ ഡാറ്റയും ഉപയോഗിക്കുന്നുബസുകൾ, സജ്ജീകരണ സമയത്തിനും ഹോൾഡ് സമയത്തിനും ഉള്ളിൽ സാധുവായ ഡാറ്റയുടെ ശരിയായ സമയം പരിശോധിക്കുന്നത് ഒരു വെല്ലുവിളിയായി മാറുന്നു.

ഫ്ലോർ പ്ലാനിംഗ്ഈ സമയ പരിമിതികൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി FPGA-കൾക്കുള്ളിൽ റിസോഴ്സ് അലോക്കേഷൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.ഏത് ലോജിക്കൽ ഫംഗ്‌ഷനും നടപ്പിലാക്കാൻ FPGA-കൾ ഉപയോഗിക്കാംASICനിർവഹിക്കാൻ കഴിയും.ഷിപ്പിംഗിന് ശേഷം പ്രവർത്തനം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ്,ഭാഗിക റീ-കോൺഫിഗറേഷൻഡിസൈനിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം^[17]ഒരു ASIC ഡിസൈനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ കുറഞ്ഞ ആവർത്തന എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെലവുകൾ (സാധാരണയായി ഉയർന്ന യൂണിറ്റ് ചെലവ് ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും), പല ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.^[1]

ചില FPGA-കൾക്ക് ഡിജിറ്റൽ ഫംഗ്‌ഷനുകൾക്ക് പുറമേ അനലോഗ് ഫീച്ചറുകളും ഉണ്ട്.ഏറ്റവും സാധാരണമായ അനലോഗ് സവിശേഷത ഒരു പ്രോഗ്രാമബിൾ ആണ്സ്ല്യൂ നിരക്ക്ഓരോ ഔട്ട്‌പുട്ട് പിന്നിലും, ചെറുതായി ലോഡുചെയ്‌ത പിന്നുകളിൽ കുറഞ്ഞ നിരക്കുകൾ സജ്ജീകരിക്കാൻ എഞ്ചിനീയറെ അനുവദിക്കുന്നു.മോതിരംഅഥവാദമ്പതികൾഅസ്വീകാര്യമായ, കൂടാതെ വളരെ സാവധാനത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഹൈ-സ്പീഡ് ചാനലുകളിൽ അമിതമായി ലോഡ് ചെയ്ത പിന്നുകൾക്ക് ഉയർന്ന നിരക്ക് സജ്ജീകരിക്കാൻ.^[18][19]ക്വാർട്സ്-ക്രിസ്റ്റൽ ഓസിലേറ്ററുകൾ, ഓൺ-ചിപ്പ് റെസിസ്റ്റൻസ്-കപ്പാസിറ്റൻസ് ഓസിലേറ്ററുകൾ, കൂടാതെഘട്ടം പൂട്ടിയ ലൂപ്പുകൾഉൾച്ചേർത്തത്വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രിത ഓസിലേറ്ററുകൾക്ലോക്ക് ജനറേഷനും മാനേജ്മെൻ്റിനും അതുപോലെ ഹൈ-സ്പീഡ് സീരിയലൈസർ-ഡീസീരിയലൈസർ (SERDES) ട്രാൻസ്മിറ്റ് ക്ലോക്കുകൾക്കും റിസീവർ ക്ലോക്ക് വീണ്ടെടുക്കലിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.തികച്ചും സാധാരണമായ വ്യത്യാസങ്ങളാണ്താരതമ്യക്കാർബന്ധിപ്പിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഇൻപുട്ട് പിന്നുകളിൽഡിഫറൻഷ്യൽ സിഗ്നലിംഗ്ചാനലുകൾ.കുറച്ച് "മിക്സഡ് സിഗ്നൽFPGA-കൾക്ക് സംയോജിത പെരിഫറൽ ഉണ്ട്അനലോഗ്-ടു-ഡിജിറ്റൽ കൺവെർട്ടറുകൾ(എഡിസികൾ) കൂടാതെഡിജിറ്റൽ-ടു-അനലോഗ് കൺവെർട്ടറുകൾഅനലോഗ് സിഗ്നൽ കണ്ടീഷനിംഗ് ബ്ലോക്കുകളുള്ള (DAC-കൾ) അവയെ a ആയി പ്രവർത്തിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നുസിസ്റ്റം-ഓൺ-എ-ചിപ്പ്(SoC).^[20]അത്തരം ഉപകരണങ്ങൾ ഒരു FPGA തമ്മിലുള്ള ലൈൻ മങ്ങിക്കുന്നു, അത് അതിൻ്റെ ആന്തരിക പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന ഇൻ്റർകണക്ട് ഫാബ്രിക്കിൽ ഡിജിറ്റലുകളും പൂജ്യങ്ങളും വഹിക്കുന്നു, കൂടാതെഫീൽഡ്-പ്രോഗ്രാം ചെയ്യാവുന്ന അനലോഗ് അറേ(FPAA), അതിൻ്റെ ആന്തരിക പ്രോഗ്രാമബിൾ ഇൻ്റർകണക്ട് ഫാബ്രിക്കിൽ അനലോഗ് മൂല്യങ്ങൾ വഹിക്കുന്നു.