مقدمه‌ای برای ورود به دنیای سخت‌افزار قابل برنامه‌ریزی
FPGA مخفف عبارت Field-Programmable Gate Array است؛ یعنی یک آرایه‌ی گیت منطقی قابل‌برنامه‌ریزی در میدان. این تراشه‌ها برخلاف مدارهای مجتمع معمولی (ASIC یا پردازنده‌ها) بعد از تولید قابلیت پیکربندی دارند. شما با استفاده از زبان‌های توصیف سخت‌افزار (مثل VHDL یا Verilog) می‌توانید منطق دلخواه خودتان را روی این تراشه پیاده‌سازی کنید.
چه چیزی FPGA را خاص می‌کند؟
- قابلیت پیکربندی بالا
- اجرای هم‌زمان عملیات‌ها (پردازش موازی)
- تاخیر بسیار پایین
- مناسب برای طراحی سیستم‌های خاص منظوره
مقایسه FPGA با CPU و میکروکنترلر
| ویژگی | FPGA | CPU / میکروکنترلر |
|---|---|---|
| نوع پردازش | سخت‌افزاری، موازی | نرم‌افزاری، ترتیبی |
| انعطاف‌پذیری | بسیار بالا | محدود به نرم‌افزار |
| زمان پاسخ | بسیار کم | بیشتر |
| توان مصرفی | متغیر | معمولاً کمتر |
| مناسب برای | کارهای خاص، سرعت بالا | کارهای عمومی و ساده |
| برنامه‌نویسی | VHDL / Verilog | C / C++ / Python |
شرکت‌های تولیدکننده FPGA
- Xilinx: پیشرو بازار FPGA با خانواده‌های Spartan، Artix، Kintex، Virtex و Zynq
- Intel (Altera): دومین برند معروف با خانواده‌های Cyclone، Arria، Stratix
- Lattice Semiconductor: متخصص در FPGAهای کم‌مصرف و کوچک
- Microsemi: با تمرکز بر امنیت و کاربردهای نظامی
- Gowin Semiconductor: برند جدید و مقرون‌به‌صرفه
تمرکز ما بر FPGAهای Xilinx
با وجود تنوع برندهای تولیدکننده FPGA، ما در این سایت تصمیم داریم روی FPGAهای شرکت Xilinx تمرکز کنیم.
دلیل این انتخاب:
- جامعه کاربری وسیع
- منابع آموزشی فراوان
- ابزارهای طراحی حرفه‌ای مانند Vivado
- پشتیبانی گسترده در پروژه‌های صنعتی و تجاری