Formulario completo de FPGA

FPGA significa Field Programmable Gate Array, que es un IC que se puede programar para realizar una operación personalizada para una aplicación específica. Tienen miles de puertas. En el campo de VLSI, los FPGA han sido muy populares. Se utilizan lenguajes como VHDL y Verilog para escribir el código para la programación de FPGA.

Arquitectura:
consta de miles de elementos fundamentales llamados bloques lógicos configurables (CLB) que están rodeados por un sistema de interconexiones programables conocido como tejido, que dirige la señal entre los CLB y la interfaz de bloques de E/S entre la FPGA y el dispositivo externo.

El bloque lógico consta de multiplexores , sumadores completos , flip flop D, una tabla de búsqueda (LUT) que es el componente básico de la FPGA. LUTs determina la salida para cualquier fuente de entrada dada. Los LUT con 4-6 bits de entrada se usan ampliamente e incluso pueden llegar a 8 bits después de los experimentos. El flip flop D almacena la salida de LUT.

Tipos de FPGA
Según sus aplicaciones, los FPGA se clasifican en:

1. FPGA de gama baja:
   consumen menos energía que los otros dos y son menos complejos ya que ninguna de las puertas es menor.
2. FPGA de gama media:
   consumen más energía que las FPGA de gama baja y tienen más puertas, por lo que son más complejas. Proporcionan un equilibrio entre el rendimiento y el costo.
3. FPGA de gama alta:
   tienen una gran densidad de puerta, por lo que son más complejos que los de gama media. Su rendimiento es mejor que el de las FPGA de gama baja y media y algunas FPGA de gama alta.

ventajas :

• Los FPGA brindan un mejor rendimiento que una CPU general, ya que son capaces de manejar el procesamiento en paralelo.
  Los FPGA son reprogramables.
• Son rentables.
• Los FPGA le permiten terminar el desarrollo de su producto en muy poco tiempo, por lo que están disponibles en el mercado en un tiempo más corto.

Desventajas:

• Tienen un alto consumo de energía y los programadores no tienen ningún control sobre la optimización de energía.
• La programación de FPGA no es tan simple como la programación en C.
• Solo se utilizan cuando el volumen de producción es bajo.

Aplicaciones: Los
FPGA se utilizan en equipos de defensa para procesamiento de imágenes en SDR, para prototipos ASIC, para computadoras de alto rendimiento, en comunicación inalámbrica como WiMAX, WCDMA, etc. y en diversos equipos utilizados para diagnóstico y terapia en el campo médico. También se utilizan en productos electrónicos de consumo como pantallas planas, decodificadores residenciales, etc.