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Chapitre 3 3 Chapitre Architecture des FPGA Présentation rapide Les FPGA Field Programmable Gate Arrays ou réseaux logiques programmables sont des composants VLSI entièrement recon ?gurables ce qui permet de les reprogrammer à volonté a ?n d'accélérer not

Chapitre Architecture des FPGA Présentation rapide Les FPGA Field Programmable Gate Arrays ou réseaux logiques programmables sont des composants VLSI entièrement recon ?gurables ce qui permet de les reprogrammer à volonté a ?n d'accélérer notablement certaines phases de calculs L'avantage de ce genre de circuit est sa grande souplesse qui permet de les réutiliser à volonté dans des algorithmes di ?érents en un temps très court Le progrès de ces technologies permet de faire des composants toujours plus rapides et à plus haute intégration ce qui permet de programmer des applications importantes Introduction Les circuits FPGA sont constitués d'une matrice de blocs logiques programmables entourés de blocs d'entrée sortie programmable L'ensemble est relié par un réseau d'interconnexions programmable Les FPGA sont bien distincts des autres familles de circuits programmables tout en o ?rant le plus haut niveau d'intégration logique Il y a principales catégories disponibles commercialement ? Tableau symétrique ? En colonne ? Mers de portes ? Les PLD hiérarchique Les di ?érentes classes de FPGA Voici la structure interne d'un FPGA de type matrice symétrique Il s'agit de l'architecture que l'on retrouve dans les FPGA de la série XC de chez Xilinx CStructure interne d'un FPGA L'utilisateur peut programmer la fonction réalisée par chaque cellule appelée CLB par Xilinx Con ?gurable Logic Block Schéma bloc d'une cellule On programme aussi les interconnexions entre les cellules Les interconnexions entre les cellule d'un FPGA Ainsi que les entrées et sorties du circuit L'avantage des FPGA est de pouvoir être con ?guré sur place sans envoi du circuit chez le fabricant ce qui permet de les utiliser quelques minutes après leur conceptions Les FPGA les plus récents sont con ?gurables en une centaine Cde millisecondes Les FPGA sont utilisés pour un développement rapide et bon marché des ASIC Inventés par la société Xilinx le FPGA dans la famille des ASICs se situe entre les réseaux logiques programmables et les prédi ?usés C'est donc un composant standard combinant la densité et les performances d'un prédi ?usé avec la souplesse due à la reprogrammation des PLD Cette con ?guration évite le passage chez le fondeur et tous les inconvénients qui en découlent Les di ?érentes technologies utilisées pour les FPGA Elles sont au nombre de quatre ? Static RAM Les connexions sont réalisées en rendant les transistors passant L'avantage de cette technologie est qu'elle permet une recon ?guration rapide au sein même du circuit Le principal désavantage est la surface nécessaire pour la SRAM Il nécessitent l'utilisation d'une mémoire standard chargée à l'initialisation Ils font appel à la technologie CMOS Résistance d'environ Kohm et capacité de quelques dizaines de femtofarad Voici quelques exemples de FPGA utilisant la technologie SRAM o Xilinx XC o Xilinx XC o Xilinx XC o Xilinx Spartan Les FPGA comportant le plus grand nombre de porte se trouve dans les séries VirtexII Leurs densités s'étendent de mille à million de portes sytèmes Ce qui est énorme sachant que l'on estime qu'un FPGA de mille portes système su ?t amplement à