Dispositivos FGPA

DISPOSITIVOS FPGA

Contenido
I. Introducción .........................................................................................................3
II. Características de los FPGA ................................................................................3
III.

Estructura y Programación ...............................................................................4

1.Estructura ..........................................................................................................4
1.1. Bloques Lógicos Programables (CLBs [Configurable Logic Block]) .......5
1.2. Interconexión entre Bloques Programables ...............................................8
1.3. Bloque de Entrada/Salida (IOBs [Input Output Block]) ............................9
2. Programación....................................................................................................9
2.1. Lenguaje de Programación VHDL...........................................................10
2.2. Lenguaje de Programación Verilog .........................................................10
2.3. Lenguaje de Programación ABEL ...........................................................10
IV.Implementación ..............................................................................................11

I. Introducción
El FPGA (Field Programmable Gate Array), introducido por Xilinx en 1985, es el dispositivo
programable por el usuario de más general espectro. También se denominan LCA (Logic Cell
Array).
Las FPGA son el resultado de la convergencia de dos tecnologías diferentes, losdispositivos
lógicos programables (PLDs [Programmable Logic Devices]) y los circuitos integrados de
aplicación específica (SIC [Application-Specific Integrated Circuit]).
Un FPGA (Field Programmable Gate Array) Consisten en una matriz bidimensional de bloques
configurables que se pueden conectar mediante recursos generales de interconexión. Estos
recursos incluyen segmentos de pista dediferentes longitudes, más unos conmutadores
programables para enlazar bloques a pistas o pistas entre sí. En realidad, lo que se programa en
una FPGA son los conmutadores que sirven para realizar las conexiones entre los diferentes
bloques, más la configuración de los bloques.
La lógica programable puede reproducir desde funciones tan sencillas como las llevadas a cabo
por una puerta lógica o unsistema combinacional hasta complejos sistemas en un chip.
Además de computación reconfigurable, las FPGAs se utilizan en controladores,
codificadores/decodificadores y en el prototipado de circuitos de Integración en Escala Muy
Grande (VLSI [Very Large Scale Integration]), y microprocesadores a medida.
II.

Características de los FPGA

Las principales características de los FPGA son:
Grancapacidad de procesamiento de información
Paralelismo, debido a su capacidad de ejecutar varios procesos de manera concurrente.
Pruebas preliminares en implementación real
Adaptación de un gran número aplicaciones y estándares, por ser reprogramables
Reducción de costos e incremento del valor de un sistema
Prototipado rápido
Automatización y actualización de productos y procesosconstantemente
Creación de familias de productos de una manera versátil y a bajo costo
Reducción de tiempo de desarrollo de ingeniería
Reducción del tiempo de llegada al mercado de un producto innovador
Generación de Propiedad Intelectual para diferenciar un producto en el mercado

3

III. Estructura y Programación
1.

Estructura

Un FPGA consiste en arreglos de varios bloques programables(bloques lógicos) los cuales
están interconectados entre sí con celdas de entrada/salida mediante canales de conexiones
verticales y horizontales. En general, se puede decir que posee una estructura bastante regular,
aunque el bloque lógico y la arquitectura de rutado varían de un fabricante a otro.
Las FPGAs que existen en la actualidad en el mercado se pueden clasificar como pertenecientes
a...