Liebe Kunden,

vom 16.12.2019 bis einschließlich dem 05.01.2020 befinden wir uns in Betriebsferien. Bestellungen werden von uns noch bis zum 13.12.2019 versendet.

Bitte beachten Sie daher, dass die Lieferung von Backorder-Bestellungen eventuell erst im neuen Jahr stattfindet.

Mit freundlichen Grüßen

Ihr EXP-Tech Team


FPGA: Field Programmable Gate Array

Vielleicht haben Sie den Begriff schon einmal gehört. Mittels FPGAs erhalten Sie die Möglichkeit, ihre eigenen digitalen Schaltungen zu erstellen. Sie können sich ein FPGA als unbeschriebenes Blatt vorstellen. An sich führt ein FPGA nichts aus. Es liegt an Ihnen (dem Designer), eine Konfigurationsdatei, oft Bit-Datei genannt, für den FPGA zu erstellen. Einmal geladen verhält sich das FPGA wie die von Ihnen entworfene digitale Schaltung!

FPGAs  sind Halbleiterbauelemente, die auf einer Matrix konfigurierbarer Logikblöcke (CLBs) basieren, die über programmierbare Verbindungen verbunden sind. FPGAs können nach der Herstellung auf die gewünschten Anwendungs- oder Funktionalitätsanforderungen umprogrammiert werden. Diese Funktion unterscheidet FPGAs von ASICs (Application Specific Integrated Circuits), die speziell für spezifische Designaufgaben hergestellt werden. Obwohl einmalig programmierbare (OTP) FPGAs verfügbar sind, basieren die vorherrschenden Typen auf SRAM, die mit der Weiterentwicklung des Designs neu programmiert werden können.

 

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FPGA: Field Programmable Gate Array

Vielleicht haben Sie den Begriff schon einmal gehört. Mittels FPGAs erhalten Sie die Möglichkeit, ihre eigenen digitalen Schaltungen zu erstellen. Sie können sich ein FPGA als unbeschriebenes Blatt vorstellen. An sich führt ein FPGA nichts aus. Es liegt an Ihnen (dem Designer), eine Konfigurationsdatei, oft Bit-Datei genannt, für den FPGA zu erstellen. Einmal geladen verhält sich das FPGA wie die von Ihnen entworfene digitale Schaltung!

FPGAs  sind Halbleiterbauelemente, die auf einer Matrix konfigurierbarer Logikblöcke (CLBs) basieren, die über programmierbare Verbindungen verbunden sind. FPGAs können nach der Herstellung auf die gewünschten Anwendungs- oder Funktionalitätsanforderungen umprogrammiert werden. Diese Funktion unterscheidet FPGAs von ASICs (Application Specific Integrated Circuits), die speziell für spezifische Designaufgaben hergestellt werden. Obwohl einmalig programmierbare (OTP) FPGAs verfügbar sind, basieren die vorherrschenden Typen auf SRAM, die mit der Weiterentwicklung des Designs neu programmiert werden können.

 

Was ist der Unterschied zwischen einem ASIC und einem FPGA?

ASIC und FPGAs haben unterschiedliche Wertvorschläge und müssen sorgfältig geprüft werden, bevor sie sich für eines entscheiden. Es gibt viele Informationen, die die beiden Technologien miteinander vergleichen. Während früher FPGAs für Designs mit geringerer Geschwindigkeit / Komplexität / Volumen ausgewählt wurden, stoßen FPGAs von heute leicht an die 500-MHz-Leistungsgrenze. Mit beispiellosem Anstieg der logischen Dichte und einer Vielzahl weiterer Funktionen wie eingebetteten Prozessoren, DSP-Blöcken, Taktung und Hochgeschwindigkeits-Serien zu immer niedrigeren Preisen, sind FPGAs für fast jede Art von Design ein gutes Angebot.

Programmierung: FPGA vs. Mikrocontroller

Bei FPGAs und Microcontrollern handelt es sich um sehr unterschiedliche Geräte. Bei einem Mikrocontroller, wie einem Arduino, ist der Chip bereits für Sie konfiguriert. Sie schreiben Ihren Code, normalerweise in C oder C ++, und kompilieren diesen in eine Hex-Datei, die Sie auf den Mikrocontroller laden. Der Mikrocontroller speichert das Programm im Flash-Speicher bis es gelöscht oder ersetzt wird. Mit Mikrocontrollern haben Sie die Kontrolle über die Software.

FPGAs sind anders. Sie sind derjenige, der die Schaltung entwirft. Es gibt keinen Prozessor, auf dem Software ausgeführt werden kann, zumindest solange, bis Sie ein Design erstellt haben. Um Ihr Design zu erstellen, schreiben Sie etwas in einer HDL (Hardware Description Language). Die zwei beliebtesten HDLs sind Verilog und VHDL. Diese wandeln dann Ihre HDL in eine Bit-Datei um, mit der Sie das FPGA konfigurieren können. Ein kleiner Nachteil für FPGAs ist, dass sie ihre Konfiguration im RAM speichern und nicht im Flash. Das bedeutet, dass Sie ihre Konfiguration verlieren, sobald die Stromversorgung endet. Die FPGAs müssen bei jedem Einschalten konfiguriert werden. Dies ist jedoch nicht so schlimm, da es Flash-Chips gibt, die automatisch die gespeicherte Bit-Datei beim Einschalten konfiguriert. Es gibt auch einige Entwicklungsboards, die überhaupt keinen Programmierer benötigen und das FPGA beim Start konfigurieren. Mit FPGAs haben Sie die Kontrolle über die Hardware.

FPGA Anwendungen

Mit einem FPGA können Sie die eigentliche Schaltung erstellen, also entscheiden Sie selbst, an welche Pins die serielle Schnittstelle angeschlossen wird. Das bedeutet auch, dass Sie so viele serielle Ports erstellen können, wie Sie möchten. Die einzigen Einschränkungen, die Sie wirklich haben, sind die Anzahl der physischen I / O-Pins und die Größe des FPGA.

Genau wie bei Mikrocontrollern, die über eine bestimmte Menge an Speicher für Ihr Programm verfügen, können FPGAs nur eine so große Schaltung emulieren.

Eine der interessantesten Anwendungen von FPGAs ist, dass Sie die Hardware als einen Prozessor entwerfen können, für den Sie dann Software schreiben! In der Tat verwenden Unternehmen wie Intel oder nVidia, die digitale Schaltungen entwickeln, häufig FPGAs, um ihre Chips vor der Erstellung zu testen.

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