Fpga

MEMORIAS FPGA

OBJETIVO

Adquirir conocimientos y conceptos en el funcionamiento de diferentes tipos de memorias los cuales son utilizados para todo tipo de aplicaciones, desde simples compuertas lógicas hasta sistemas realmente complejos.

MARCO TEORICO

Una FPGA (del inglés Field Programmable Gate Array) es un dispositivo semiconductor que contiene bloques de lógica cuya interconexión yfuncionalidad se puede programar. La lógica programable puede reproducir desde funciones tan sencillas como las llevadas a cabo por una puerta lógica o un sistema combinacional hasta complejos sistemas en un chip.
Las FPGAs se utilizan en aplicaciones similares a los ASICs sin embargo son más lentas, tienen un mayor consumo de potencia y no pueden abarcar sistemas tan complejos como ellos. Apesar de esto, las FPGAs tienen las ventajas de ser reprogramables (lo que añade una enorme flexibilidad al flujo de diseño), sus costes de desarrollo y adquisición son mucho menores para pequeñas cantidades de dispositivos y el tiempo de desarrollo es también menor.
Ciertos fabricantes cuentan con FPGAs que sólo se pueden programar una vez, por lo que sus ventajas e inconvenientes se encuentran amedio camino entre los ASICs y las FPGAs reprogramables.
Históricamente las FPGA surgen como una evolución de los conceptos desarrollados en las PAL y los CPLD.
Las FPGAs fueron inventadas en el año 1984 por Ross Freeman y Bernard Vonderschmitt, co-fundadores de Xilinx, y surgen como una evolución de los CPLDs.
Tanto los CPLDs como las FPGAs contienen un gran número de elementos lógicosprogramables. Si medimos la densidad de los elementos lógicos programables en puertas lógicas equivalentes (número de puertas NAND equivalentes que podríamos programar en un dispositivo) podríamos decir que en un CPLD hallaríamos del orden de decenas de miles de puertas lógicas equivalentes y en una FPGA del orden de cientos de miles hasta millones de ellas.
Aparte de las diferencias en densidad entreambos tipos de dispositivos, la diferencia fundamental entre las FPGAs y los CPLDs es su arquitectura. La arquitectura de los CPLDs es más rígida y consiste en una o más sumas de productos programables cuyos resultados van a parar a un número reducido de biestables síncronos (también denominados flip-flops). La arquitectura de las FPGAs, por otro lado, se basa en un gran número de pequeños bloquesutilizados para reproducir sencillas operaciones lógicas, que cuentan a su vez con biestables síncronos. La enorme libertad disponible en la interconexion de dichos bloques confiere a las FPGAs una gran flexibilidad.
Otra diferencia importante entre FPGAs y CPLDs es que en la mayoría de las FPGAs se pueden encontrar funciones de alto nivel (como sumadores y multiplicadores) embebidas en la propiamatriz de interconexiones, así como bloques de memoria.
Una jerarquía de interconexiones programables permite a los bloques lógicos de un FPGA ser interconectados según la necesidad del diseñador del sistema, algo parecido a un breadboard(es una placa de uso genérico reutilizable o semi permanente) programable. Estos bloques lógicos e interconexiones pueden ser programados después del proceso demanufactura por el usuario/diseñador, así que el FPGA puede desempeñar cualquier función lógica necesaria.
Una tendencia reciente ha sido combinar los bloques lógicos e interconexiones de los FPGA con microprocesadores y periféricos relacionados para formar un «Sistema programable en un chip». Ejemplo de tales tecnologías híbridas pueden ser encontradas en los dispositivos Virtex-II PRO yVirtex-4 de Xilinx, los cuales incluyen uno o más procesadores PowerPC embebidos junto con la lógica del FPGA. El FPSLIC de Atmel es otro dispositivo similar, el cual usa un procesador AVR en combinación con la arquitectura lógica programable de Atmel. Otra alternativa es hacer uso de núcleos de procesadores implementados haciendo uso de la lógica del FPGA. Esos núcleos incluyen los procesadores...