Field Programmable Gate Array: differenze tra le versioni

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Versione delle 03:21, 6 gen 2016

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In [[elettronica digitale]], un dispositivo '''Field Programmable Gate Array''', solitamente abbreviato in '''FPGA''', è un [[circuito integrato]] le cui funzionalità sono programmabili via [[software]]. Tali dispositivi consentono l'implementazione di [[Funzione booleana|funzioni logiche]] anche molto complesse, e sono caratterizzati da un'elevata [[scalabilità]]. Questo tipo di tecnologia ha assunto un ruolo sempre più importante nell'elettronica industriale così come nella [[ricerca scientifica]]. Grazie al continuo progredire delle tecniche di miniaturizzazione, le capacità di tali dispositivi sono aumentate enormemente nel corso di due soli decenni, durante i quali si è passati da poche migliaia di [[Porta logica|porte logiche]] a qualche milione di porte logiche per singolo dispositivo FPGA.

Esistono diversi tipi di FPGA, che comprendono sia dispositivi programmabili una sola volta, sia dispositivi riprogrammabili un grande numero di volte. I primi, detti [[Programmable Read Only Memory|OTP]] (''One Time Programmable''), sono costituiti da componenti il cui stato di funzionamento cambia in modo permanente, permettendo di mantenere la configurazione allo spegnimento del dispositivo. Alla seconda categoria appartengono i dispostivi basati su tecnologia [[SRAM]] (''Static Random Access Memory''), i quali devono essere riprogrammati ad ogni accensione, avendo una memoria di configurazione volatile.

I circuiti FPGA sono elementi che presentano caratteristiche intermedie rispetto ai dispositivi [[Application specific integrated circuit|ASIC]] (''Application Specific Integrated Circuit'') da un lato e a quelli con architettura [[Programmable Array Logic|PAL]] (''Programmable Array Logic'') dall'altro. L'uso di componenti FPGA comporta alcuni vantaggi rispetto agli ASIC: si tratta infatti di dispositivi standard la cui funzionalità da implementare non viene impostata dal produttore che quindi può produrre su larga scala a basso prezzo. La loro genericità li rende adatti a un gran numero di applicazioni come ''consumer'', comunicazioni, ''automotive'' eccetera. Essi sono programmati direttamente dall'utente finale, consentendo la diminuzione dei tempi di progettazione, di verifica mediante simulazioni e di prova sul campo dell'applicazione. Il grande vantaggio rispetto agli ASIC è che permettono di apportare eventuali modifiche o correggere errori semplicemente riprogrammando il dispositivo in qualsiasi momento. Per questo motivo sono utilizzati ampiamente nelle fasi di [[prototipizzazione]], in quanto eventuali errori possono essere risolti semplicemente riconfigurando il dispositivo. L'ambiente di progettazione è anche più ''[[user-friendly]]'' e di relativamente facile apprendimento. Di contro, per applicazioni su grandi numeri sono antieconomici perché il prezzo unitario del dispositivo è superiore a quello degli ASIC (che di converso hanno elevati costi di progettazione).

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[[Xilinx]] e [[Altera]] sono (2014) i due maggiori fabbricatori di FPGA.<ref>{{Cita web|nome=John |cognome=Edwards |sito=EDN |url=http://www.edn.com/article/CA6339519.html |titolo=No room for Second Place: Xilinx and Altera slug it out for supremacy in the changing PLD market |data=1º giugno 2006 |accesso=11 maggio 2012}}</ref> Le due aziende sono rivali "storiche", e insieme controllano oltre l'80% del mercato.<ref>{{Cita web|sito=Seeking Alpha|url=http://seekingalpha.com/article/85478-altera-and-xilinx-report-the-battle-continues|titolo= Altera and Xilinx Report: The Battle Continues|data=17 luglio 2008|anno=2008|accesso=13 novembre 2013}}</ref>

Sia Xilinx sia Altera forniscono il relativo software di sviluppo per [[Microsoft Windows|Windows]] e [[Linux]], in versioni gratuite o a pagamento, e con licenza [[Software proprietario|proprietaria]]<ref>{{Cita web|nome=Xilinx Inc.|sito=Xilinx.com|url=http://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/end-user-license-agreement.txt |titolo=End User License Agreement|accesso=15 ottobre 2015}}</ref><ref>

{{Cita web|nome=Altera Corporation|sito=dl.Altera.com|url=http://dl.altera.com/eula/|titolo=Altera Software License Agreements|accesso=15 ottobre 2015}}</ref>. Questo software consente l'implementazione della logica nel dispositivo e rende possibile la gestione delle singole risorse.<ref>{{Cita web|titolo=Xilinx ISE WebPACK|url=http://www.xilinx.com/ise/logic_design_prod/webpack.htm}}</ref><ref>{{Cita web|titolo=Quartus II Web edition software|url=https://www.altera.com/support/software/download/altera_design/quartus_we/dnl-quartus_we.jsp}}</ref> Tra gli altri produttori vi sono [[Lattice Semiconductor]] (dispositivi SRAM con memorie flash integrate) [[Actel]] (ora [[Microsemi]], produce dispositivi antifuse), [[SiliconBlue Technologies]], [[Achronix]],<ref>{{Cita web|titolo=Achronix to use Intel's 22&nbsp;nm manufacturing|url=http://newsroom.intel.com/community/intel_newsroom/blog/2010/11/01/chip-shot-achronix-to-use-intel-s-22nm-manufacturing}}</ref> e [[QuickLogic]]. Nel marzo 2010, [[Tabula (azienda)|Tabula]] annuncia l'introduzione della propria tecnologia basata su logica time-multiplexed.<ref>{{Cita web|titolo=Tabula's Time Machine - Micro Processor Report |url=http://www.tabula.com/news/M11_Tabula_Reprint.pdf }}</ref>

==Struttura==

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== Collegamenti esterni ==

* [{{cita web|http://electro-logic.blogspot.it/p/indice-articoli.html |Articoli sulle FPGA]}}

* {{en}}[cita web|http://rcs.uncc.edu/ |University of North Carolina at Charlotte's Reconfigurable Computing Laboratory] |lingua=en}}

* {{en}}[cita web|http://www.eecg.toronto.edu/~vaughn/challenge/fpga_arch.html |Vaughn Betz's FPGA Architecture Page]|lingua=en}}

* {{en}}[cita web|http://www.fpgacenter.com |Tutorials and Examples on FPGAs]|lingua=en}}

{{Controllo di autorità}}