(নতুন ও আসল) স্টকে আছে 3S200A-4FTG256C IC চিপ XC3S200A-4FTG256C
পণ্য বৈশিষ্ট্য
| টাইপ | বর্ণনা | নির্বাচন করুন |
| শ্রেণী | ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ICs) |
|
| Mfr | AMD Xilinx |
|
| সিরিজ | Spartan®-3A |
|
| প্যাকেজ | ট্রে |
|
| পণ্যের অবস্থা | সক্রিয় |
|
| LAB/CLB-এর সংখ্যা | 448 |
|
| লজিক উপাদান/কোষের সংখ্যা | 4032 |
|
| মোট RAM বিট | 294912 |
|
| I/O এর সংখ্যা | 195 |
|
| গেটের সংখ্যা | 200000 |
|
| ভোল্টেজ সরবরাহ | 1.14V ~ 1.26V |
|
| মাউন্ট টাইপ | গুফ |
|
| অপারেটিং তাপমাত্রা | 0°C ~ 85°C (TJ) |
|
| প্যাকেজ/কেস | 256-এলবিজিএ |
|
| সরবরাহকারী ডিভাইস প্যাকেজ | 256-FTBGA (17×17) |
|
| বেস পণ্য নম্বর | XC3S200 |
ফিল্ড প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে
কক্ষেত্র-প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে(FPGA) একটিসমন্বিত বর্তনীউত্পাদনের পরে গ্রাহক বা ডিজাইনার দ্বারা কনফিগার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে - তাই শব্দটিক্ষেত্র-প্রোগ্রামেবল.FPGA কনফিগারেশন সাধারণত একটি ব্যবহার করে নির্দিষ্ট করা হয়হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষা(HDL), একটি জন্য ব্যবহৃত যে অনুরূপঅ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট(ASIC)।সার্কিট ডায়াগ্রামপূর্বে কনফিগারেশন নির্দিষ্ট করতে ব্যবহৃত হয়েছিল, কিন্তু এর আবির্ভাবের কারণে এটি ক্রমবর্ধমান বিরলইলেকট্রনিক ডিজাইন অটোমেশনটুলস
FPGA এর একটি অ্যারে ধারণ করেপ্রোগ্রামযোগ্য লজিক ব্লক, এবং পুনরায় কনফিগারযোগ্য আন্তঃসংযোগগুলির একটি শ্রেণিবিন্যাস যা ব্লকগুলিকে একত্রে সংযুক্ত করার অনুমতি দেয়।লজিক ব্লকগুলি জটিল কাজ করার জন্য কনফিগার করা যেতে পারেসম্মিলিত ফাংশন, বা সহজ হিসাবে কাজযুক্তির পথপছন্দএবংএবংXOR.বেশিরভাগ FPGA-তে, লজিক ব্লকগুলিও অন্তর্ভুক্তমেমরি উপাদান, যা সহজ হতে পারেফ্লিপ-ফ্লপবা মেমরির আরও সম্পূর্ণ ব্লক।[১]অনেক FPGA বিভিন্ন বাস্তবায়নের জন্য পুনরায় প্রোগ্রাম করা যেতে পারেলজিক ফাংশন, নমনীয় অনুমতিপুনরায় কনফিগারযোগ্য কম্পিউটিংহিসাবে সঞ্চালিতকম্পিউটার সফটওয়্যার.
এফপিজিএগুলির একটি উল্লেখযোগ্য ভূমিকা রয়েছেএমবেডেড সিস্টেমহার্ডওয়্যারের সাথে একযোগে সিস্টেম সফ্টওয়্যার বিকাশ শুরু করার ক্ষমতার কারণে, বিকাশের খুব প্রাথমিক পর্যায়ে সিস্টেম কর্মক্ষমতা সিমুলেশন সক্ষম করে এবং সিস্টেম আর্কিটেকচার চূড়ান্ত করার আগে বিভিন্ন সিস্টেম ট্রায়াল এবং ডিজাইনের পুনরাবৃত্তির অনুমতি দেয়।[২]
ইতিহাসসম্পাদনা]
FPGA শিল্প থেকে অঙ্কুরিতপ্রোগ্রামেবল রিড-ওনলি মেমরি(PROM) এবংপ্রোগ্রামেবল লজিক ডিভাইস(PLDs)।PROM এবং PLDs উভয়েরই একটি কারখানায় বা মাঠে (ক্ষেত্র-প্রোগ্রামযোগ্য) ব্যাচে প্রোগ্রাম করার বিকল্প ছিল।[৩]
অল্টেরা1983 সালে প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল এবং 1984 সালে শিল্পের প্রথম পুনঃপ্রোগ্রামেবল লজিক ডিভাইস সরবরাহ করেছিল - EP300 - যা প্যাকেজে একটি কোয়ার্টজ উইন্ডো বৈশিষ্ট্যযুক্ত ছিল যা ব্যবহারকারীদের ডাইতে একটি অতি-বেগুনি বাতি জ্বালাতে দেয়EPROMযে কক্ষগুলি ডিভাইস কনফিগারেশন ধরে রাখে।[৪]
Xilinxপ্রথম বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর ক্ষেত্র-প্রোগ্রামেবল উত্পাদিতগেট অ্যারে1985 সালে[৩]- XC2064।[৫]XC2064-এ প্রোগ্রামেবল গেট এবং গেটগুলির মধ্যে প্রোগ্রামেবল আন্তঃসংযোগ ছিল, একটি নতুন প্রযুক্তি এবং বাজারের সূচনা।[৬]XC2064-এ দুটি থ্রি-ইনপুট সহ 64টি কনফিগারযোগ্য লজিক ব্লক (CLB) ছিলসন্ধান টেবিল(LUTs)।[৭]
1987 সালে, দনেভাল সারফেস ওয়ারফেয়ার সেন্টারস্টিভ ক্যাসেলম্যানের দ্বারা প্রস্তাবিত একটি পরীক্ষায় অর্থায়ন করা হয়েছে এমন একটি কম্পিউটার তৈরি করার জন্য যা 600,000 পুনঃপ্রোগ্রামেবল গেট বাস্তবায়ন করবে।ক্যাসেলম্যান সফল হয়েছিল এবং 1992 সালে সিস্টেম সম্পর্কিত একটি পেটেন্ট জারি করা হয়েছিল।[৩]
Altera এবং Xilinx অবিচ্ছিন্নভাবে চলতে থাকে এবং 1985 থেকে 1990 এর দশকের মাঝামাঝি পর্যন্ত দ্রুত বৃদ্ধি পায় যখন প্রতিযোগীরা তাদের বাজারের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ হ্রাস করে।1993 সালের মধ্যে, অ্যাক্টেল (এখনমাইক্রোসেমি) বাজারের প্রায় ১৮ শতাংশ পরিবেশন করছিল।[৬]
1990 এর দশক ছিল FPGA-এর জন্য দ্রুত বৃদ্ধির সময়, সার্কিট পরিশীলিততা এবং উৎপাদনের পরিমাণ উভয় ক্ষেত্রেই।1990 এর দশকের গোড়ার দিকে, FPGA প্রাথমিকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিলটেলিযোগাযোগএবংনেটওয়ার্কিং.দশকের শেষের দিকে, এফপিজিএগুলি ভোক্তা, স্বয়ংচালিত এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে তাদের পথ খুঁজে পেয়েছে।[৮]
2013 সালের মধ্যে, Altera (31 শতাংশ), Actel (10 শতাংশ) এবং Xilinx (36 শতাংশ) একসাথে FPGA বাজারের প্রায় 77 শতাংশ প্রতিনিধিত্ব করে।[৯]
মাইক্রোসফ্টের মতো কোম্পানিগুলি উচ্চ-কর্মক্ষমতা, গণনামূলকভাবে নিবিড় সিস্টেমগুলিকে ত্বরান্বিত করতে FPGA ব্যবহার করা শুরু করেছে (যেমনতথ্যকেন্দ্রগুলোযে তাদের কাজবিং সার্চ ইঞ্জিন), কারণেওয়াট প্রতি কর্মক্ষমতাসুবিধা FPGA প্রদান করে।[১০]মাইক্রোসফ্ট এফপিজিএ ব্যবহার করা শুরু করেত্বরান্বিত করাBing 2014 সালে, এবং 2018 সালে তাদের জন্য অন্যান্য ডেটা সেন্টার ওয়ার্কলোড জুড়ে FPGA মোতায়েন করা শুরু করেআকাশী ক্লাউড কম্পিউটিংপ্ল্যাটফর্ম[১১]
নিম্নলিখিত টাইমলাইনগুলি FPGA ডিজাইনের বিভিন্ন দিকে অগ্রগতি নির্দেশ করে:
গেটস
- 1987: 9,000 গেট, Xilinx[৬]
- 1992: 600,000, নেভাল সারফেস ওয়ারফেয়ার বিভাগ[৩]
- 2000 এর প্রথম দিকে: মিলিয়ন[৮]
- 2013: 50 মিলিয়ন, Xilinx[১২]
বাজারের আকার
- 1985: প্রথম বাণিজ্যিক FPGA: Xilinx XC2064[৫][৬]
- 1987: $14 মিলিয়ন[৬]
- গ.1993: >$385 মিলিয়ন[৬][ব্যর্থ যাচাই]
- 2005: $1.9 বিলিয়ন[১৩]
- 2010 অনুমান: $2.75 বিলিয়ন[১৩]
- 2013: $5.4 বিলিয়ন[১৪]
- 2020 অনুমান: $9.8 বিলিয়ন[১৪]
ডিজাইন শুরু হয়
কনকশা শুরুএকটি FPGA বাস্তবায়নের জন্য একটি নতুন কাস্টম ডিজাইন।
নকশা[সম্পাদনা]
সমসাময়িক FPGA এর বড় সম্পদ আছেযুক্তির পথএবং জটিল ডিজিটাল গণনা বাস্তবায়নের জন্য RAM ব্লক।যেহেতু FPGA ডিজাইন খুব দ্রুত I/O হার এবং দ্বিমুখী ডেটা নিয়োগ করেবাস, সেটআপ সময়ের মধ্যে বৈধ ডেটার সঠিক সময় যাচাই করা এবং সময় ধরে রাখা একটি চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়ায়।
মেঝে পরিকল্পনাএই সময়ের সীমাবদ্ধতা পূরণ করতে FPGA-এর মধ্যে সম্পদ বরাদ্দ সক্ষম করে।FPGAs যে কোনো লজিক্যাল ফাংশন বাস্তবায়ন করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যে একটিএএসআইসিসম্পাদন করতে পারবেন.শিপিংয়ের পরে কার্যকারিতা আপডেট করার ক্ষমতা,আংশিক পুনরায় কনফিগারেশননকশার একটি অংশ[১৭]এবং ASIC ডিজাইনের তুলনায় কম নন-রিকারিং ইঞ্জিনিয়ারিং খরচ (সাধারণত উচ্চ ইউনিট খরচ সত্ত্বেও), অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সুবিধা প্রদান করে।[১]
কিছু এফপিজিএ-তে ডিজিটাল ফাংশন ছাড়াও অ্যানালগ বৈশিষ্ট্য রয়েছে।সবচেয়ে সাধারণ অ্যানালগ বৈশিষ্ট্য হল একটি প্রোগ্রামযোগ্যহত্যা হারপ্রতিটি আউটপুট পিনে, প্রকৌশলীকে হালকাভাবে লোড করা পিনের উপর কম হার সেট করার অনুমতি দেয় যা অন্যথায়রিংবাদম্পতিঅগ্রহণযোগ্যভাবে, এবং উচ্চ-গতির চ্যানেলগুলিতে ভারী লোড করা পিনের উপর উচ্চ হার সেট করতে যা অন্যথায় খুব ধীরে চলবে।[১৮][১৯]এছাড়াও সাধারণ কোয়ার্টজ-স্ফটিক অসিলেটর, অন-চিপ রেজিস্ট্যান্স-ক্যাপাসিট্যান্স অসিলেটর, এবংফেজ-লকড লুপএমবেডেড সহভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত অসিলেটরক্লক জেনারেশন এবং ম্যানেজমেন্টের পাশাপাশি হাই-স্পিড সিরিয়ালাইজার-ডিসারিয়ালাইজার (SERDES) ট্রান্সমিট ঘড়ি এবং রিসিভার ঘড়ি পুনরুদ্ধারের জন্য ব্যবহৃত হয়।মোটামুটি সাধারণ পার্থক্যতুলনাকারীসংযুক্ত করার জন্য ডিজাইন করা ইনপুট পিনের উপরডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিংচ্যানেলকয়েকটি "মিশ্র সংকেতFPGAs" সমন্বিত পেরিফেরাল আছেএনালগ থেকে ডিজিটাল রূপান্তরকারী(ADCs) এবংডিজিটাল থেকে এনালগ রূপান্তরকারী(DACs) এনালগ সিগন্যাল কন্ডিশনিং ব্লক সহ তাদের একটি হিসাবে কাজ করার অনুমতি দেয়সিস্টেম-অন-এ-চিপ(SoC)।[২০]এই ধরনের ডিভাইসগুলি একটি FPGA-এর মধ্যে রেখাকে অস্পষ্ট করে, যা তার অভ্যন্তরীণ প্রোগ্রামেবল ইন্টারকানেক্ট ফ্যাব্রিকে ডিজিটাল এবং শূন্য বহন করে এবংক্ষেত্র-প্রোগ্রামেবল এনালগ অ্যারে(FPAA), যা তার অভ্যন্তরীণ প্রোগ্রামেবল ইন্টারকানেক্ট ফ্যাব্রিকে অ্যানালগ মান বহন করে।
লজিক ব্লক[সম্পাদনা]
মূল নিবন্ধ:লজিক ব্লক
একটি লজিক সেলের সরলীকৃত উদাহরণ চিত্র (LUT –লুকআপ টেবিল, এফএ -সম্পূর্ণ সংযোজনকারী, DFF -ডি-টাইপ ফ্লিপ-ফ্লপ)
সবচেয়ে সাধারণ FPGA আর্কিটেকচার একটি অ্যারে নিয়ে গঠিতলজিক ব্লক(বিক্রেতার উপর নির্ভর করে কনফিগারযোগ্য লজিক ব্লক, CLB, বা লজিক অ্যারে ব্লক, LABs বলা হয়)I/O প্যাড, এবং রাউটিং চ্যানেল।[১]সাধারণত, সমস্ত রাউটিং চ্যানেলের প্রস্থ একই থাকে (তারের সংখ্যা)।একাধিক I/O প্যাড একটি সারির উচ্চতা বা অ্যারের মধ্যে একটি কলামের প্রস্থের সাথে মানানসই হতে পারে।
“একটি অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট অবশ্যই পর্যাপ্ত সংস্থান সহ একটি FPGA-তে ম্যাপ করা উচিত।যদিও প্রয়োজনীয় CLBs/LABs এবং I/Os-এর সংখ্যা ডিজাইন থেকে সহজেই নির্ণয় করা যায়, প্রয়োজনীয় রাউটিং ট্র্যাকের সংখ্যা এমনকি একই পরিমাণ যুক্তিযুক্ত ডিজাইনের মধ্যেও যথেষ্ট পরিবর্তিত হতে পারে।(উদাহরণস্বরূপ, কক্রসবার সুইচa এর চেয়ে অনেক বেশি রাউটিং প্রয়োজনসিস্টোলিক অ্যারেএকই গেট গণনা সঙ্গে.যেহেতু অব্যবহৃত রাউটিং ট্র্যাকগুলি কোনও সুবিধা প্রদান না করেই অংশের ব্যয় বৃদ্ধি করে (এবং কর্মক্ষমতা হ্রাস করে), তাই FPGA নির্মাতারা পর্যাপ্ত ট্র্যাক সরবরাহ করার চেষ্টা করে যাতে বেশিরভাগ ডিজাইন যা মানানসই হয়সন্ধান টেবিল(LUTs) এবং I/Os হতে পারেরুটেড.এটি অনুমান দ্বারা নির্ধারিত হয় যেমন থেকে প্রাপ্তভাড়ার নিয়মঅথবা বিদ্যমান ডিজাইন নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করে।"[২১]2018 সালের হিসাবে,নেটওয়ার্ক-অন-চিপরাউটিং এবং আন্তঃসংযোগের জন্য আর্কিটেকচার তৈরি করা হচ্ছে।[তথ্যসূত্র প্রয়োজন]
সাধারণভাবে, একটি লজিক ব্লকে কয়েকটি লজিক্যাল কোষ থাকে (এগুলিকে ALM, LE, স্লাইস ইত্যাদি বলা হয়)।একটি সাধারণ সেল একটি 4-ইনপুট LUT নিয়ে গঠিত, aসম্পূর্ণ যোগকারী(এফএ) এবং কডি-টাইপ ফ্লিপ-ফ্লপ.এগুলি দুটি 3-ইনপুট LUT-এ বিভক্ত হতে পারে।ভিতরেস্বাভাবিক অবস্থাসেগুলিকে প্রথমটির মাধ্যমে একটি 4-ইনপুট LUT এ একত্রিত করা হয়মাল্টিপ্লেক্সার(mux)।ভিতরেপাটিগণিতমোড, তাদের আউটপুট অ্যাডারে খাওয়ানো হয়।মোড নির্বাচন দ্বিতীয় mux মধ্যে প্রোগ্রাম করা হয়.আউটপুট হতে পারেসিঙ্ক্রোনাসবাঅ্যাসিঙ্ক্রোনাস, তৃতীয় mux এর প্রোগ্রামিং উপর নির্ভর করে.অনুশীলনে, সম্পূর্ণ বা যোগকারী অংশ হয়ফাংশন হিসাবে সংরক্ষণ করা হয়সংরক্ষণ করার জন্য LUTs মধ্যেস্থান.[২২][২৩][২৪]
হার্ড ব্লক[সম্পাদনা]
আধুনিক FPGA পরিবারগুলি সিলিকনে স্থির উচ্চ স্তরের কার্যকারিতা অন্তর্ভুক্ত করার জন্য উপরের ক্ষমতাগুলির উপর প্রসারিত হয়।সার্কিটে এম্বেড করা এই সাধারণ ফাংশনগুলি প্রয়োজনীয় ক্ষেত্রফলকে হ্রাস করে এবং সেই ফাংশনগুলিকে লজিক্যাল আদিম থেকে তৈরি করার তুলনায় গতি বাড়িয়ে দেয়।এই উদাহরণ অন্তর্ভুক্তগুণক, জেনেরিকডিএসপি ব্লক,এমবেডেড প্রসেসর, উচ্চ গতির I/O লজিক এবং এমবেডেডস্মৃতি.
উচ্চ-সম্পন্ন এফপিজিএগুলি উচ্চ গতি ধারণ করতে পারেমাল্টি-গিগাবিট ট্রান্সসিভারএবংহার্ড আইপি কোরযেমনপ্রসেসর কোর,ইথারনেট মাঝারি অ্যাক্সেস নিয়ন্ত্রণ ইউনিট,পিসিআই/পিসিআই এক্সপ্রেসকন্ট্রোলার, এবং এক্সটার্নাল মেমরি কন্ট্রোলার।এই কোরগুলি প্রোগ্রামেবল ফ্যাব্রিকের পাশাপাশি বিদ্যমান, তবে সেগুলি তৈরি করা হয়ট্রানজিস্টরLUTs এর পরিবর্তে যাতে তাদের ASIC-স্তর থাকেকর্মক্ষমতাএবংশক্তি খরচএকটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণ ফ্যাব্রিক সংস্থান গ্রহণ না করে, অ্যাপ্লিকেশন-নির্দিষ্ট যুক্তির জন্য আরও বেশি ফ্যাব্রিক বিনামূল্যে রেখে।মাল্টি-গিগাবিট ট্রান্সসিভারগুলিতে উচ্চ-গতির সিরিয়ালাইজার এবং ডিসিরিয়ালাইজারগুলির সাথে উচ্চ কার্যক্ষমতাসম্পন্ন অ্যানালগ ইনপুট এবং আউটপুট সার্কিট্রিও রয়েছে, যা LUT-এর বাইরে তৈরি করা যায় না।উচ্চ-স্তরের শারীরিক স্তর (PHY) কার্যকারিতা যেমনলাইন কোডিংFPGA-এর উপর নির্ভর করে হার্ড লজিকে সিরিয়ালাইজার এবং ডিসিরিয়ালাইজারের পাশাপাশি বাস্তবায়িত হতে পারে বা নাও হতে পারে।
