Вопросы от чайника по FPGA

[ArbNet]

Здравствуйте!

Заинтересовала технология FPGA, хочу разобраться что к чему. Начну с простых глупых вопросов, далее по нарастающей. Прошу сильно не пинать, а помочь вникнуть в суть дела заранее спасибо!

Итак,

1) FPGA используется для проектирования микросхем, а затем создаётся уже не программированная микросхема с заложенной программой которая спроектирована в FPGA, так?

2) В FPGA можно спроектировать свой микропроцессор и микроконтроллер, пзу и озу будут находится в микросхеме FPGA или как?

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Vascom]

1. В целом да, но не обязательно. Можно так и использовать FPGA.

2. FPGA содержат некоторый объём ПЗУ и ОЗУ, но их может быть недостаточно. Поэтому часто используют и внешнюю память.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[ArbNet]

Цитата

Можно так и использовать FPGA

Использовать конечно можно когда изделие единичное(для этого есть отладочные платы), но если изделий несколько, для удешевления реализуют на другой микросхеме(ASIC например). Как создаются готовые изделия спроектированные на FPGA мне интересно. Вы создавали свои изделия подобным образом?

Цитата

Поэтому часто используют и внешнюю память.

Это хорошо. Поищу то статьи, описания, примеры на эту тему. Если у вас есть инфа, дайте ссылочку пожалуйста.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Vascom]

Выпустить ASIC стоит дорого. Многие просто используют FPGA даже в серийных изделиях.

После отладки на FPGA код синтезируется для ASIC и нетлист отдаётся на производство для создания масок, с помощью которых делают микросхемы. Да, я делал это.

Ссылок нет. Как подключать внешнюю память полно информации и примеров. Есть специальные IP контроллеров памяти в средствах разработки FPGA. Всё зависит от типа памяти и её интерфейса.

[ArbNet]

28.09.2019 в 22:57, Vascom сказал:

После отладки на FPGA код синтезируется для ASIC и нетлист отдаётся на производство для создания масок, с помощью которых делают микросхемы. Да, я делал это.

Цена вопроса ~+-?

[Vascom]

Сильно зависит от желаемого техпроцесса и количества гейтов в проекте.

Если речь о цене создания масок для ASIC, то порядок цен: сотни тысяч - миллионы долларов США за техпроцессы 50-20нм.

Изменено 30 сентября, 2019 пользователем Vascom

[ArbNet]

То есть для физического лица разработка и внедрение своего устройства с мелкой партией это не реально.

[Vascom]

На ASIC нереально.

На FPGA вполне реально.

[ArbNet]

1 час назад, Vascom сказал:

На FPGA вполне реально.

Хорошо. Допустим взял отладочную плату, спроектировал. Можно потом отдельно купить микросхемы FPGA, прошивать и собирать устройства?

Изменено 30 сентября, 2019 пользователем ArbNet

[Vascom]

Конечно можно.

[ArbNet]

Я видел на алиэкспресс отладочные платы FPGA. А вот где отдельно микросхему взять и как прошить?

[Vascom]

Взять, например, на маузере https://ru.mouser.com/

А прошить - второй вопрос. Обычно для этого ещё микросхема флеш-памяти нужна. До этого не скоро дойдёшь.

[ArbNet]

Да я пока навожу справки так сказать. Стоит ли вообще за это браться, а то кучу времени потеряешь и никакого результата не будет, на каком либо этапе застряну, поэтому хочется понять что и как можно сделать.

Что лучше Altera или Xilinx

В этом магазине по ссылке чипов Altera нет

Или разницы какой чип нет, просто среда программирования может быть Verilog и VHDL?

[Vascom]

Ну сейчас уже не Altera, а Intel.

Большой разницы между ними нет. И то, и то можно брать.

Verilog и VHDL - это не среды, а языки. Можно писать на любом из них под любую FPGA. Но лучше выбрать Verilog.

Среды программирования называются Quartus для Intel и Vivado для Xilinx.

Если использовать готовые IP  из этих сред, то Xilinx, пожалуй, предпочтительнее.

[ArbNet]

Что значит "готовые IP"?

В среде программирования Quartus, можно попробовать что-то запрограммировать и визуально потестить без отладочной платы?

[Vascom]

В любой среде можно попробовать без отладочной платы.

 IP - это какой-либо готовый блок, например контроллер интерфейса, контроллер внешней памяти, внутренняя память, FFT и т.д. и т.п.

Запустишь среду и увидишь там.

[ArbNet]

В FPGA есть ячейки, это своего рода постоянная и оперативная память? В одних закладывается прошивка, другие используются для хранения и изменения данных так?

[Vascom]

Нет.

Прошивка может быть заложена в саму FPGA лишь в очень редких случаях и для самых простых FPGA. Обычно же используют внешнюю флешку для этого.

FPGA программируется либо с компьютера (тогда при пропадании питания прошивка исчезнет), либо с флешки, в которую заранее записывается прошивка (тогда после пропадания питания FPGA снова загрузится из флешки).

Похоже на RAM и ПЗУ, да.

Изменено 30 сентября, 2019 пользователем Vascom

[ArbNet]

Получается что FPGA это своего рода компьютер, загружает каждый раз программу(которую можно менять) и обрабатывает.

17 минут назад, Vascom сказал:

Прошивка может быть заложена в саму FPGA лишь в очень редких случаях и для самых простых FPGA

То есть небольшое пзу есть, чтобы можно было сделать свой загрузчик например.

[Vascom]

Это не компьютер. Не относись к прошивке FPGA как к программе. Она не определяет алгоритм работы, а задаёт физическую конфигурацию микросхемы.

FPGA не обрабатывает "программу" (прошивку). Она конфигурируется. А внутри эта конфигурация может описывать что угодно от простого мигания лампочками, до полноценной SoC  с процессором, интерфейсами и т.д.

Свой загрузчик сделать нельзя и не надо.

Изменено 30 сентября, 2019 пользователем Vascom

[ArbNet]

Конфигурирование быстро происходит? Допустим будет полноценный SoC как компьютер, получается что надо сначала сконфигурироваться, затем загрузить какую то программу пользователя и её уже обработать вывести информацию на дисплей. По времени конфирурация происходит мгновенно или требуется время?

[Vascom]

Быстро, доли секунды для самых больших FPGA.

[ArbNet]

Как подобрать нужный чип, например для видеоадаптера? Нужна будет внешняя память для видеобуфера, а FPGA должен читать видеобуфер и формировать сигнал VGA.

Интересует какое количество ячеек для этого нужно, какая скорость обработки FPGA? Как это определяется?

[Vascom]

Берётся готовый код, IP или пишется с нуля. Синтезируется и смотрится сколько места он занимает.

Если не влезает в изначально выбранный FPGA, значит надо брать более ёмкий. Покупать саму микросхему для этого не требуется.

[ArbNet]

Какой готовый код? IP - как переводится(для меня IP это адрес компьютера в сети), в данном случае это блок обработки вывода сигнала будет.

То есть отладочная плата даже не нужна, на начальном этапе можно всё спроектировать в среде разработки и понять какой чип будет нужен.