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FPGA o matriz de puertas programables (Field Programmable Gate Array)

DESARROLLO FPGA
La programación de una FPGA se realiza normalmente mediante lenguajes de descripción de hardware (HDL), aunque también se puede realizar mediante esquemáticos. Estos lenguajes permiten una descripción funcional del hardware a un nivel de abstracción superior al que permiten los esquemáticos, que básicamente consiste en el diseño del sistema a base de puertas lógicas y demás elementos lógicos.
LENGUAJES DE DEFINICIÓN HW
Los lenguajes de descripción de hardware más empleados en el diseño de FPGAS son VHDL y Verilog. Ambos son lenguajes que permiten diseñar la FPGA desde un punto de vista abstracto, funcional, aunque también se puede definir la estructura del hardware a bajo nivel. Existen además componentes predefinidos, los IPs, descritos en estos lenguajes para simplificar el diseño de la FPGA.

Los principales fabricantes de FPGAs proveen de herramientas para hacer más sencillo el proceso de diseño de una FPGA. Así, Xilinx Inc. Ofrece la macroherramienta Xilinx Vivado o ISE Design Suite, que consiste en un conjunto de herramientas integradas destinadas al diseño y desarrollo FPGA, entre otros. Entre estas herramientas cabe destacar:

    • Vivado Design Suite o ISE: Entornos destinados al diseño del sistemas SoC o HDL respectivamente.
    • EDK: herramienta para diseño de sistemas con microprocesador.
    • SDK: herramienta para el diseño del software de un sistema.
    • System Generator: basado en Simulink, se emplea para diseñar sistemas desde un nivel de abstracción superior al de las herramientas anteriores.
    • ISim: es el simulador para la depuración del sistema diseñado.
    • ChipScope: sirve para la monitorización de las señales internas de una FPGA a través del cable JTAG sin necesidad de emplear un osciloscopio.
    • Quartus: para realizar sistemas en HDL.
    • SOPC Builder: empleado para diseñar sistemas con microprocesador SoC.
    • Qsys: empleado para conectar a un nivel alto bloques, sistemas, IPs, etc.
    • DSP Builder: herramienta basada en Simulink para facilitar el diseño de sistemas.

Por su parte, el principal software de Altera para el diseño de FPGAs es Quartus, una macroherramienta de la que se pueden destacar las siguientes herramientas:


La elección del lenguaje de diseño de hardware a emplear, así como de las herramientas a emplear, debe realizarla el diseñador en cada momento en función de los requisitos que tenga el sistema a implementar.

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