LES CIRCUITS FPGA XILINX Concepts de base, technologie et appl PDF
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Les circuits FPGA Concepts de base, architecture et applications Cours Master Recherche «S ystèmes Intelligents et Communicants » François Verdier www-etis.ensea.fr/~verdier/ Université de Cergy-Pontoise Laboratoire ETIS - UMR CNRS 8051 PPllaann dduu ccoouurrss 1 - Technologie et densité 4 - Méthodologie de conception 2 - La famille des circuits logiques 4.1 - Le flot de conception 2.1 - Les fonctions logiques 4.2 - Les Intelectual Properties 2.2 - Les technologies 4.3 - La production en volume 3 - Architecture des FPGA XILINX 5 - Applications : Les FCCM 3.1 - Architecture générale 5.1 - Exemples de machines 3.2 - Les interconnexions 5.2 - Le CoDesign 3.3 - Les CLB 6 - La reconfiguration dynamique 3.4 - Les IOB 7 - Des FPGA aux SOPC 3.6 - La configuration des 7.1 - Architecture Virtex2-Pro circuits 7.2 - Architecture Virtex4 3.5 - Les canaux de routage 7.3 - ALTERA Excalibur-ARM 3.6 - La mémoire interne 7.4 - XPP de PACT 3.7 - Configuration des FPGA 8 - Conclusion 3.8 - Evolution des produits 9 - Pistes 1 - Technologie et densité • Les systèmes électroniques modernes sont de plus en plus complexes, • Les contraintes de taille, de puissance dissipée et de performances sont de plus en plus sévères (téléphonie mobile, ordinateurs, traitement du signal, de l'image, etc...). • Accroissement spectaculaire des densités. LLeess tteecchhnniiqquueess ddee cciirrccuuiitt iimmpprriimmééss àà ttrroouuss ttrraavveerrssaannttss Densité limitée par la surface ! Insertion des composants Pistes de cuivre Trous métallisés Carte en fibre epoxy Soudure LLeess tteecchhnniiqquueess ddee cciirrccuuiitt iimmpprriimmééss àà mmoonnttaaggee eenn ssuurrffaaccee Densité multipliée par 10 Dépôt et collage des CMS Pistes en cuivre multicouches Carte en fibre epoxy Composants sur les deux faces ! Les contraintes physiques, technologiques et commerciales imposent aujourd'hui la conception de systèmes de plus en plus : - compacts, - économes en énergie, - rapides à concevoir, - fiables et peu coûteux. La contrainte de « time to market » devient la plus importante et rend inefficace désormais les cycles classiques de développement / vérification / réalisation physique. => besoin d'une technologie fiable, abordable et souple... 22 -- LLaa ggrraannddee ffaammiillllee ddeess cciirrccuuiittss llooggiiqquueess • LLaa llooggiiqquuee ssttaannddaarrdd • LLeess mméémmooiirreess ((RRAAMM,, PPRROOMM,, EEPPRROOMM......)) • LLeess rréésseeaauuxx llooggiiqquueess pprrooggrraammmmaabblleess ((PPLLAA,, PPLLDD,, EEPPLLDD,, CCPPLLDD......)) • rréésseeaauuxx EETT//OOUU • tteecchhnnoollooggiiee ffuussiibblleess//aannttii--ffuussiibblleess • rréésseeaauuxx llooggiiqquueess pprrooggrraammmmaabblleess ssuurr ssiittee ((FFPPGGAA)) • tteecchhnnoollooggiiee RRAAMM//SSRRAAMM • llooggiiqquuee àà LLUUTT 22..11 -- LLeess ddiifffféérreenntteess tteecchhnniiqquueess ddee rrééaalliissaattiioonn dd’’uunnee ffoonnccttiioonn llooggiiqquuee SS == ((AA .. BB)) ++ CC AA BB SS CC 22..11..11 -- LLaa llooggiiqquuee ssttaannddaarrdd • UUttiilliissaattiioonn ddee cciirrccuuiittss TTTTLL // CCMMOOSS ...... AA BB SS CC ddeennssiittéé :: <<2200%% tteemmppss :: mmnn àà hh 77440088 77443322 22..11..22 -- LLaa llooggiiqquuee àà mméémmooiirree :: LLUUTT • àà ppaarrttiirr dd’’uunnee ttaabbllee ddee vvéérriittéé SS == ((AA .. BB)) ++ CC eett dd’’uunnee mméémmooiirree ((88xx11bbiitt)) C B A S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 A 0 0 1 1 1 B 1 1 0 0 1 C 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 S
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