Altera® FPGA notions de base et mise en route
Notions de base sur FPGA
Connaissances de base : circuits intégrés et conception logique
Les circuits intégrés (CI) sont généralement appelés « puces ». Ils mettent en œuvre de très petits circuits électroniques sur un substrat de silicium. Les processeurs, les GPU et FPGAs sont tous des circuits intégrés. La plupart des circuits intégrés implémentent une conception logique. Les signaux électriques entrent dans un circuit intégré et sont interprétés comme un « 0 » ou comme un « 1 » en fonction de leur niveau de tension. Vous pouvez regarder différents signaux pour recueillir de nombreuses valeurs, ou vous pouvez regarder le même signal plusieurs fois différentes et voir comment il change.
La conception logique consiste à concevoir des circuits permettant de prendre des décisions basées sur ces valeurs « 0 » et « 1 ». Une conception logique est composée de portes logiques permettant de comparer deux valeurs différentes ou plus - pour répondre à des questions telles que : « Les deux valeurs sont-elles identiques ? » ou « Les deux valeurs sont-elles égales à 1 ? » De plus, des structures appelées « bascules » espacent ces questions dans le temps. Les conceptions logiques modernes ont des milliers à des billions de portes logiques.
Une bonne analogie est quand vous entendez de la musique de piano. À chaque compte de temps, le musicien détermine quelle note vous entendrez. Chaque décision est simple, mais une belle chanson nécessite de nombreuses décisions et beaucoup d’habileté. Une série de bonnes conceptions logiques dans un circuit intégré peut produire des réponses informatiques étonnantes !
Qu’est-ce qu’un FPGA ?
FPGA est l’acronyme de Field Programmable Gate Array. FPGAs sont des circuits intégrés à semi-conducteurs dont une grande majorité des fonctionnalités à l’intérieur de l’appareil peuvent être modifiées ; modifié par l’ingénieur concepteur, modifié pendant le processus d’assemblage de circuits imprimés ou même modifié après le déploiement d’un produit.
Les changements sont produits en changeant les entrées et les sorties électriques reçues, les portes logiques et les tongs mises en œuvre et la façon dont ces portes sont connectées ensemble.
Un FPGA est constitué d’une grille de logique configurable, appelée modules logiques adaptatifs (ALM), et de blocs spécialisés, tels que des blocs de traitement numérique du signal (DSP) et des blocs de mémoire vive (RAM). Ces blocs programmables sont combinés via des interconnexions de routage configurables pour mettre en œuvre des circuits numériques complets.
Qui utilise FPGAs ?
Développeurs
Les développeurs utilisent FPGAs dans l’industrie électronique pour de nombreuses applications différentes.
Chercheurs
Les chercheurs utilisent FPGAs pour explorer la conception logique afin de résoudre des problèmes difficiles et d’implémenter de nouveaux algorithmes.
Étudiants
Comme FPGAs peuvent être programmés encore et encore, ils sont un moyen idéal d’apprendre la conception logique.
Amateurs
Comme les étudiants, les amateurs ont souvent le désir d’apprendre la conception logique, et FPGAs sont parfaits pour cela.
Pourquoi voudriez-vous utiliser un FPGA ?
Les avantages de l’utilisation d’un FPGA sont les suivants :
Flexibilité
FPGA fonctionnalité peut changer à chaque mise sous tension de l’appareil.
Accélération
Mettez vos produits sur le marché plus rapidement et/ou augmentez les performances de votre système.
Intégration
Les FPGAs actuels comprennent les processeurs intégrés, les E/S d’émetteur-récepteur à 28 Gbit/s (ou plus), les blocs de RAM, les moteurs DSP, etc.
Coût de possession total
Bien que les ASIC puissent coûter moins cher par unité qu’un FPGA équivalent, leur construction nécessite des dépenses non récurrentes (NRE), des outils logiciels coûteux, des équipes de conception spécialisées et de longs cycles de fabrication.
Comment utiliser un FPGA ?
Méthodologie de conception |
Description |
Outil principal utilisé |
|---|---|---|
Conception FPGA traditionnelle |
Cette méthodologie utilise un langage de description de matériel (HDL) pour décrire une conception et un outil d’automatisation de la conception électronique (EDA) pour transformer votre description de conception en une implémentation FPGA. |
|
Conception de haut niveau |
Cette méthodologie utilise un langage de niveau supérieur, généralement Data Parallel C++ (DPC++) pour décrire une conception. Pour utiliser uniquement DPC++, vous devez utiliser une carte prise en charge qui est branchée sur un ordinateur avec un hôte x86. Vous pouvez combiner cette méthodologie avec la conception FPGA traditionnelle pour une meilleure productivité. |
Package de support FPGA pour le compilateur oneAPI DPC++/C++ |
Services d’utilisation FPGA de conception |
Si vous souhaitez utiliser un FPGA dans votre produit, mais que vous n’avez pas l’expertise pour faire la conception vous-même, Altera a de nombreux partenaires qui offrent des services de conception FPGA. |
Commencer
FPGA formation technique propose deux cours spécialement conçus pour le débutant FPGA l’apprenant. Choisissez votre parcours en fonction de votre style d’apprentissage. Il n’y a pas de frais pour assister à FPGA formation technique.
Atelier pour débutants pour Altera® FPGAs
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Concepteur FPGA Altera® débutants
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FPGA Catalogue des formations techniques
Ce catalogue répertorie tous les cours disponibles pour les utilisateurs débutants à avancés.
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Ressources supplémentaires pour débutants
| Description du sujet | |
|---|---|
| FPGA Formation technique | Altera offre une formation technique gratuite pour apprendre à utiliser FPGAs. Découvrez des sujets avancés tels que la méthodologie de fermeture de synchronisation et Platform Designer. |
| FPGA programme académique | Nous offrons des ressources pour aider les enseignants et les professeurs à créer des cours d’ingénierie et d’informatique. |
| Communauté FPGA | Obtenez de l’aide et discutez avec les membres de la communauté des développeurs FPGA. |
| Carte DE-10 Lite | Cette planche est un bon choix pour les débutants. |
| Exemples de conception FPGA | Ce référentiel d’exemples de conception pour FPGAs comprend des exemples de conception pour tous les niveaux de conception. |
| Ressources d’assistance FPGA | Cette page mène à toutes les ressources d’assistance disponibles pour FPGA développeurs. |
Autres ressources de démarrage
Bulletin d’information de l’Université Altera
Chaque mois, ce bulletin contient les derniers développements, événements et cours gratuits.
Centre de téléchargement de logiciels FPGA
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Tutoriels FPGAcademy
Ces tutoriels sont parfaits pour ceux qui ont besoin de plus de connaissances en conception logique numérique.
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