FPGAs

Was sind FPGAs?

FPGA steht für "Field Programmable Gate Array" (anwenderprogrammierbares Gate-Array). Es sind kleine Halbleiter-Logikchips, die als integrierte Schaltkreise oder kurz ICs (Integrated Circuits) bezeichnet werden. FPGAs werden aus einer Basislogikzelle aufgebaut, die hunderte Male dupliziert wird. Sie sind über programmierbare Zwischenverbindungen verbunden. FPGAs können nach der Herstellung auf die gewünschten Anwendungs- oder Funktionsanforderungen umprogrammiert werden. Diese Eigenschaft unterscheidet FPGAs von anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreisen (ASICs), die speziell für bestimmte Designaufgaben hergestellt werden

Woraus bestehen FPGAs?

Sie bestehen aus einem konfigurierbaren Logikblock, einer programmierbaren Schaltmatrix, E/A-Blöcken und Verbindungen.

  • Konfigurierbarer Logikblock- Ein konfigurierbarer Logikblock (auch CLB = Configurable Logic Block) besteht aus Lookup-Tabellen (LUTs), Flipflops und Multiplexern. Sie dienen der Implementierung komplexer Designfunktionen und zum Synchronisieren des Codes auf dem FPGA.
  • Programmierbare Schaltmatrix- Eine programmierbare Schaltmatrix (PSM) wird zur Steuerung der Verbindungen zwischen den konfigurierbaren Logikblöcken und den Eingangs-/Ausgangsblöcken verwendet. Die programmierbare Schaltmatrix verbindet jeden Block entsprechend dem Programmcode und verfügt über Schaltelemente mit sechs Durchgangstransistoren.
  • E/A-Blöcke- E/A-Blöcke sind Stifte, die als Eingangsstifte, Ausgangsstifte oder beides programmiert werden können.
  • Verbindungen- Verbindungen transportieren Signale über Drähte, um Ein- und Ausgänge an logische Blöcke anzuschließen.

Wie unterscheiden sich FPGAs von CPLDs?

Die Hauptunterschiede zwischen den beiden Geräten bestehen in ihrem Aufbau. CPLD-Geräte ist sehr strukturbeschränkt, sodass sie weniger flexibel sind. FPGAs hingegen haben eine sehr hohe Logikkapazität und können einfach programmiert werden, um jede Art von Digitalfunktion auszuführen.

FPGA-Anwendungen

Sie werden in vielen Anwendungen eingesetzt, z. B. in Radarsystemen, militärischer Hardware, medizinischen Geräten und Telekommunikationstechnologie. Aufgrund ihrer Neuprogrammierbarkeit sind FPGAs für eine Reihe von Lösungen geeignet. Sie können in jedem digitalen Stromkreis vorhanden sein, abhängig von der Anzahl der darin enthaltenen Logikblöcke. Techniker verwenden FPGAs häufig in der Prototypenentwicklung und in speziellen integrierten Schaltkreisen (ICs).

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Beschreibung Preis Familie Anzahl der Logik-Gates Anzahl der Logik-Zellen Anzahl der Logik-Einheiten Spezieller DSP Anzahl der Register Anzahl der Multiplikatoren Gehäusegröße Pinanzahl Anzahl der RAM Bits Abmessungen Höhe Länge Arbeitsspannnung max.
RS Best.-Nr. 772-0045
Herst. Teile-Nr.iCE40HX1K-VQ100
4,40 €
Stück
Stück
ICE40 HX - 1280 160 - 1280 - VQFP 100 64kbit 14 x 14 x 1.05mm 1.05mm 14mm 1.26 V
RS Best.-Nr. 168-4220
Herst. Teile-Nr.ICE40HX1K-VQ100
3,823 €
Stück (In in einem Beutel mit 90)
Stück
ICE40 HX - 1280 160 - 1280 - VQFP 100 64kbit 14 x 14 x 1.05mm 1.05mm 14mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 168-4224
Herst. Teile-Nr.ICE40LP1K-CM49
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Stück (In einem Tray von 490)
Stück
ICE40 LP - 1280 160 - 1280 - UCBGA 49 64kbit 3 x 3 x 0.9mm 0.9mm 3mm 1,26 V
RS Best.-Nr. 772-0085
Herst. Teile-Nr.iCE40LP1K-CM49
3,54 €
Stück
Stück
ICE40 LP - 1280 160 - 1280 - UCBGA 49 64kbit 3 x 3 x 0.9mm 0.9mm 3mm 1.26 V
RS Best.-Nr. 772-0057
Herst. Teile-Nr.iCE40HX4K-TQ144
5,55 €
Stück
Stück
ICE40 HX - 3520 440 - 3520 - TQFP 144 80kbit 20 x 20 x 1.45mm 1.45mm 20mm 1.26 V
RS Best.-Nr. 168-4222
Herst. Teile-Nr.ICE40HX4K-TQ144
5,269 €
Stück (In einem Tray von 60)
Stück
ICE40 HX - 3520 440 - 3520 - TQFP 144 80kbit 20 x 20 x 1.45mm 1.45mm 20mm 1,26 V