FPGA (I)

 توضیحات :

FPGA  مخفف Field Programmable Gate Array  است. در FPGA شما به جای برنامه نویسی نرم افزار برنامه نویسی سخت افزار انجام می دهید. در برنامه نویسی سخت افزار با اتصال مدارات منطقی داخل تراشه به هم مدارات مختلفی را طراحی می کنید.در حقیقت شما گیت ها و اجزای دیگر دیجتالی را بهم وصل میکنید و مداراتی را داخل چیپ طراحی یا توصیف میکنید. مزیت FPGA سرعت آن است. چون عملیات موازی انجام می شوند پس در نتیجه سرعت بالایی را داریم. شما FPGA را با زبان توصیف سخت افزار یا HDL پروگرام میکنید. دو نوع زبان توصیف سخت افزار مشهور وجود دارد که عبارت اند از VHDL و Verilog ،  مزیت زبان های توصیف ،  موازی اجرا شدن دستورات است. بر خلاف میکروکنترلرها  که دستورات ردیفی اجرا می شوند.

میتوان گفت تمام چیپ های موجود که در الکترونیک دیجیتال مورد استفاده قرار میگیرند, دارای یک ساختار پایه ایی بر مبنای الگوریتم های طراحی دیجیتال میباشند که میتوان در این زمینه به انواع IC ها, پردازنده ها, کنترلر ها و … اشاره کرد. قبل از آنکه تکنولوژی مدار های منطقی قابل برنامه ریزی مطرح شود, طراحی دیجیتال در مقیاس بزرگ و صرف وقت و هزینه بود,با معرفی این تکنولوژی و گسترش آن, شرکت های بزرگی همچون XILINX , ALTERA , ACTEL و … شروع به تولید چیپ بسیار پیشرفته با سرعت در حد چند صد مگاهرتز و بالاتر و ظرفیت گیت های بسیار نمودند. امروزه بوسیله این المان ها میتوان طراحی های بسیار بزرگ و پیشرفته را با حداکثر دقت و سرعت و حداقل نویز پذیری و خطا انجام داد. بصورتی که حوزه استفاده این المان ها در سیستم های فضایی, موشک ها, انواع ادوات نظامی, پردازش تصویر و … میباشد.

فصل اول :

– آموزش مقدماتي نرم افزار ISE

– محيط برنامه نويسي

– محيط شماتيك

– محيط شبيه سازي

– نحوه پرگرام

فصل دوم :

– زبان توصيف سخت افزار VHDL

– آشنايي با طراحي ديجيتال

– بلوك يك طرح ديجيتال

– انواع داده ها

– عملگرهاي منطقي

– روش مدل سازي

فصل سوم :

– آشنايي با دستورات FOR  LOOP , WHILE  LOOP , PROCESS , CONSTANT

فصل چهارم :

– تعريف FUNCTION

– LIBRARY-  و PACKAGE ونحوه استفاده از آنها

-روال PROCEDURE

-روش ساخت core  در برنامه ISE

– روش استفاده از ChipScope

– آشنایی با محیط Xilinx Platform Studio

-کات طراحی فرکانس بالا

فصل پنجم : چند مثال عملي

– شمارنده باينري روي LED

– ساخت حافظه RAM   و نوشتن وخواندن از آن

– راه اندازي 7seg  وساختن يك شمارنده

– ارسال اطلاعات سريال RS232

– راه ندازي موتور پلهاي و DC

– راه اندازي LCD كاراكتري

– راه اندازي VGA

– ساخت CPU  در FPGA

– مولد PWM   و  ………………

امکانات آزمایشگاهی و مواردی که در اختیار دانشجویان قرار داده می‌شود:

– بورد FPGA-D5 با تراشه SPARTAN3 .

– پروگرامرهای USB یا JTAG

– تجهیزات کامپیوتری مرتبط

– تمام کدهای مورد نیاز برای ایجاد و تکمیل پروژه‌های آزمایش‌ها

– معرفی سایتهای کاربردی

– نرم‌افزار ISE (در صورت درخواست دانشجویان)