fpga china

Сегодня огромным спросом среди разработчиков электронных приложений пользуются программируемые логические интегральные схемы, позволяющие самостоятельно конфигурировать логическую структуру устройства, минуя длительные и дорогостоящие стадии разработки и производства. 

Инженер получает в свои руки электронный конструктор, состоящий из десятков тысяч и даже миллионов логических ячеек, которые могут быть связаны в нужной последовательности путём загрузки в микросхему специальной программы. Например, микросхема fpga ep4ce6, входящая в коллекцию продуктов Cyclone IV E ПЛИС (дата запуска 2009 год), содержит 6000 логических вентилей и встроенную память 270 Кб.

 В отличие от заводской жёсткой прошивки, внутренняя структура микросхемы в данном случае может меняться многократно под решение разных задач. Это открывает огромное полет возможностей для разработки уникальных проектов 

Крупнейшие производители

Производством ПЛИС сегодня занимается множество электронных брендов. Наиболее известными среди них являются американские компании Xilinx, AMD, Intel и китайская фирма GoWin. 

Первенство в деле разработки программируемого пользователем матричного кристалла принадлежит, безусловно, компании Xilinx, один из основателей которой, Росс Фримен, является изобретателем концепции ПЛИС. Идея программирования микросхемы на рабочем месте, исключившая изготовление специализированных интегральных схем на заказ у полупроводниковых предприятий, оказалась столь плодотворной, что сегодня FPGA входят даже в состав космической аппаратуры и систем индустриальной автоматизации, медицинского оборудования и схем Интернета вещей.

В 2022 году произошло слияние ведущего производителя FPGA AMD и Зайлинкс, в результате чего объединённая корпорация стала крупнейшим поставщиком перепрограммируемых микросхем с традиционной архитектурой, а также инструментов для их проектирования, программирования и отладки.

Основанная в 2014 году фирма GoWin Semiconductor имеет главный офис в Китае и исследовательские и инженерные подразделения в США. ПЛИС этого бренда нашли самое широкое применение в составе индустриальных коммуникационных систем, бытовых приборов, медицинского диагностического оборудования, автомобильной электроники.

Бренд предлагает разработчикам приложений разного уровня сложности несколько больших семейств FPGA и необходимый инструментарий:

1.  ARORA – недорогие ИС с количеством логических вентилей от 18 000 до 55 000.
2. LITTLEBEE – энергонезависимые перепрограммируемые матрицы, не «забывающие» прошивку после отключения питания. Количество логических ячеек – от 1000 до 9000. Всё семейство отличается предельно низким энергопотреблением.
3. GoWin EDA – среда разработки, включающая полнофункциональный синтезатор и средства отладки.

Инструмент разработчика

ПЛИС используют не только энтузиасты электронного конструктора Ардуино и радиолюбители, но и профессионалы, создающие на их основе промышленное оборудование и ответственную космическую технику. Для них компания AMD выпустила уникальный оценочный комплект kintex 7 fpga kc705, включающий в себя все основные компоненты аппаратного обеспечения, инструменты проектирования, IP и предварительно проверенные эталонные проекты (целевой дизайн, обеспечивающий высокопроизводительное последовательное подключение и расширенный интерфейс памяти). Набор стандартных разъемов позволяет масштабировать проект и осуществлять его настройку с помощью плат расширения.

Достоинства оценочного комплекта:

• конструкция оптимизирована для максимально быстрого прототипирования;
• разработчику предоставляются выверенные интеллектуальные инструменты проектирования и отлаженные эталонные проекты;
• сквозная шина обеспечивает скорость соединения 5 Гбит/с;
• память 1 Гб;
• поддержка протоколов промышленного интернета и видеотехнологий

FPGA для студентов

 Полупроводниковые бренды США и Китая выпускают множество недорогих моделей конфигурируемых ИС и простейших базовых плат разработки на их основе, с помощью которых технологию программирования логических связей осваивают энтузиасты-электронщики и студенты Вузов. Один из таких проектов – fpga ov7670, позволяющий связать плату Basys 3 FPGA с CMOS-камерой OV7670. Освоение этого проекта позволит выйти на новый уровень в разработке приложений, связанных с обработкой видео.

В схеме задействована одна из самых недорогих камер, выдающая картинку 656 х 489 пикселей. Результатом учебной работы должна стать живая картинка, выведенная на экран монитора. Устройство можно использовать для создания системы видеонаблюдения перед входом в квартиру или дом.