XC7K420T-2FFG901I: circuitos integrados, integrados, matrices de puertas programables en campo

Ventajas
Las ventajas de los FPGA son las siguientes:
(1) Los FPGA constan de recursos de hardware como celdas lógicas, RAM, multiplicadores, etc. Al organizar racionalmente estos recursos de hardware, se pueden implementar circuitos de hardware como multiplicadores, registros, generadores de direcciones, etc.
(2) Los FPGA se pueden diseñar utilizando diagramas de bloques o Verilog HDL, desde circuitos de compuerta simples hasta circuitos FIR o FFT.
(3) Los FPGA se pueden reprogramar infinitamente, cargando una nueva solución de diseño en solo unos cientos de milisegundos y utilizando la reconfiguración para reducir la sobrecarga de hardware.
(4) La frecuencia operativa de la FPGA está determinada por el chip FPGA así como por el diseño, y puede modificarse o reemplazarse con un chip más rápido para cumplir con ciertos requisitos exigentes (aunque, por supuesto, la frecuencia operativa no es ilimitada y puede incrementarse, pero se rige por los procesos actuales de CI y otros factores).
Desventajas
Las desventajas de los FPGA son las siguientes:
(1) Los FPGA dependen de la implementación de hardware para todas las funciones y no pueden implementar operaciones como saltos condicionales de bifurcación.
(2) Los FPGA solo pueden implementar operaciones de punto fijo.
En resumen: los FPGA dependen del hardware para implementar todas las funciones y pueden compararse con chips dedicados en términos de velocidad, pero existe una gran brecha en la flexibilidad del diseño en comparación con los procesadores de propósito general.

Lenguajes y plataformas de diseño.

Los dispositivos lógicos programables son soportes de hardware que concretan las funciones establecidas y especificaciones técnicas de las aplicaciones electrónicas a través de la tecnología EDA.Los FPGA, como uno de los dispositivos principales que implementan este camino, están directamente orientados al usuario, son extremadamente flexibles y versátiles, fáciles de usar y rápidos de probar e implementar en hardware.
El lenguaje de descripción de hardware (HDL) es un lenguaje utilizado para diseñar sistemas lógicos digitales y describir circuitos digitales, los principales comúnmente utilizados son VHDL, Verilog HDL, System Verilog y System C.
Como lenguaje de descripción de hardware completo, el lenguaje de descripción de hardware de circuito integrado de muy alta velocidad (VHDL) tiene las características de ser independiente del circuito de hardware específico e independiente de la plataforma de diseño, con las ventajas de una capacidad de descripción de amplio rango, no dependiente de dispositivos específicos y la capacidad de describir el diseño de una lógica de control compleja en un código riguroso y conciso, etc. Cuenta con el respaldo de muchas empresas de EDA y se ha utilizado ampliamente en el campo del diseño electrónico.ampliamente utilizado.
VHDL es un lenguaje de alto nivel para el diseño de circuitos y, en comparación con otros lenguajes de descripción de hardware, tiene las características de un lenguaje simple, flexibilidad e independencia del diseño de dispositivos, lo que lo convierte en un lenguaje de descripción de hardware común para la tecnología EDA y hace que la tecnología EDA sea más accesible a los diseñadores.
Verilog HDL es un lenguaje de descripción de hardware ampliamente utilizado que se puede utilizar en múltiples etapas del proceso de diseño de hardware, incluido el modelado, la síntesis y la simulación.
Ventajas de Verilog HDL: similar a C, fácil de aprender y flexible.Distingue mayúsculas y minúsculas.Ventajas en la escritura de estímulos y modelización.Desventajas: muchos errores no se pueden detectar en el momento de la compilación.
Ventajas de VHDL: sintaxis rigurosa, jerarquía clara.Desventajas: largo tiempo de familiarización, poco flexible.
El software Quartus_II es un entorno de diseño multiplataforma completo desarrollado por Altera, que puede satisfacer las necesidades de diseño de varios FPGA y CPLD, y es un entorno integral para el diseño de sistemas programables en chip.
Vivado Design Suite, un entorno de diseño integrado lanzado por el proveedor de FPGA Xilinx en 2012. Incluye un entorno de diseño altamente integrado y una nueva generación de herramientas desde el nivel del sistema hasta el IC, todo construido sobre un modelo de datos escalable compartido y un entorno de depuración común.Xilinx Vivado Design Suite proporciona núcleos IP FIFO que se pueden aplicar fácilmente a los diseños.