دوره FPGA و طراحی کنترلر، اینترفیس و مدارات پردازنده با آن
در کلاس FPGA با استفاده از نرم افزار ISE می توان برای تراشه های FPGA از خانواده ی Xilinx برنامه نوشت. سطح این کلاس با کیفیت خوب و فراتر از سایر آموزشگاه ها و دانشگاه های مطرح کشور می باشد.در این دوره برنامه نویسی و شبیه سازی برنامه ها و تست برنامه ها روی برد آموزشی انجام می شود. برنامه هایی مانند Pipeline)، اینترفیس I2C، UART و غیره) و فیلتر های دیجیتال.
تراشه های FPGA به صورت کلی در سه حوزه ی زیر بکار می روند:
- طراحی کنترلر
- طراحی اینترفیس
- طراحی مدارات پردازنده
کاربرد FPGA
پردازش صدا و پردازش تصویر و رادار مثال: پردازش آلتراسونیک، دستگاه های گیرنده دیجیتال، دستگاه اکو، اسیلسکوپ های دیجیتال سرعت بالا، ADC و DAC سرعت بالا و غیره
انواع پروتکل ها مانند SPI، UART، I2C
پروتکل های سرعت بالا در حد ۱۰ الی ۱۰۰ گیگا بیت مانند SERDES یا SRIO یا Ethernet فیبر نوری
سوییچ های شبکه
انجام موازی برنامه ها
ساخت انواع میکروکنترلر و CPU
طراحی تراشه های IC و سفارش آنها برای ساخت
طراحی هر مدار منطقی و دیجیتالی که بتوان فکر آن را کرد
به دلیل ماهیت FPGA که می تواند دستورات را موازی اجرا کند، سرعت آن گاهی دها برابر سرعت یک میکروکنترلر می باشد.
تراشه های FPGA کاربرد های خاصی دارند که از این کاربرد ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- ۱) پردازش سیگنال های رادار
- ۲) پردازش تصویر (به عنوان مثال تشخیص پلاک خودرو)
- ۳) پردازش صدا
- ۴) فیلتر های دیجیتال (مثلا در دستگاه های گیرنده دیجیتال یا مانیتور و تلویزیون LCD)
- ۵) سوییچ های مخابراتی
- ۶) اترنت گیگا بیتی و ارتباط با پورت PCI
- ۷) و غیره
طرح درس مختصری از کلاس FPGA به قرار زیر است :
(۱ آموزش کامل زبان توصیف سخت افزار VHDL
(۲روند تکاملی ساخت تراشه های FPGA
(۳معرفی خانواده های مختلف FPGA و خانواده ی Xilinx
(۴مراحل سنتز برنامه ها
(۵معرفی نرم افزار ISE و ساخت پروژه با آن
(۶معرفی دستورات زبان VHDL
(۷نوشتن برنامه ی نمایش عدد روی سون سگمنت
(۸توصیف فرکانس متر و بستن عملی آن
(۹کامپوننت کردن و نمونه گیری
(۱۰چگونگی نوشتن تست بنچ
(۱۱توصیف بافر سه حالته، ساخت ROM، توصیف FIFO، ساخت RAM
(۱۲معرفی ماشین های حالت و بلوک مدیریت کلاک
و …
مهارت های اکتسابی
“در طول این دوره مدرسین مجموعه می کوشند تا مخاطبان را بطور کامل با طراحی و سیستم های دیجیتالی بر اساس استاندارد های جهانی آشنا ساخته و آنها را با تکنیک های طراحی مورد نیاز بازار کار در این زمینه همسو کنند.انتظار می رود افرادی که این دوره را به پایان میرسانند, توانایی های زیر را کسب نموده باشند: – بتوانند یک طرح یا یک الگوریتم دیجیتال را بر اساس تکنیک های بهینه طراحی, پیاده سازی کنند. – بتوانند طرح را با زبان توصیف سخت افزار ,توصیف کنند. – با چیپ های XILINX آشنایی داشته باشند. – بتوانند FPGA یا CPLD مورد نیاز طرح را انتخاب کنند. – بتوانند هر طرحی را بر روی چیپ مورد نظر پیاده سازی کنند.”
