Le document présente une introduction aux FPGA (Field-Programmable Gate Arrays) en expliquant leur fonctionnement, leur structure et les langages de programmation utilisés. Il aborde également la comparaison entre FPGA et ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), ainsi que des exemples de fabricants et de plaques de développement. Enfin, le document fournit des exemples de code en VHDL pour illustrer la programmation des FPGA.

1. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? !
Introduction sur les FPGA
Yann Sionneau
TELECOM SudParis
6 octobre 2009
Yann Sionneau Introduction sur les FPGA

2. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? !
Sommaire I
1 Introduction
Qu’est-ce qu’un ASIC ?
O` les trouve-t-on ?
u
Que fait un ASIC ?
System On Chip ? !
Qu’est-ce qu’un FPGA ?
2 Les FPGA, comment ca marche ? !
Structure d’un FPGA ?
Et on peut programmer en quoi ?
Langages utilis´s
e
Exemple de code VHDL
Les fabriquants de FPGA
Exemples de plaques de developpement
Yann Sionneau Introduction sur les FPGA

3. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
Introduction
Qu’est-ce qu’un ASIC ?
O` les trouve-t-on ?
u
Que fait un ASIC ?
Qu’est-ce qu’un FPGA ?
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4. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
Qu’est-ce qu’un ASIC ?
Wikip´dia : Un ASIC (pour Application-Specific Integrated
e
Circuit) est un circuit int´gr´ (micro-´lectronique) sp´cialis´.
e e e e e
En g´n´ral, il regroupe un grand nombre de fonctionnalit´s
e e e
uniques et/ou sur mesure.
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5. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
Qu’est-ce qu’un ASIC ?
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6. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
O` les trouve-t-on ?
u
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7. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
Que fait un ASIC ?
Fournit des signaux ´lectriques en sortie, en fonction des
e
signaux qu’il re¸oit en entr´e.
c e
Puce de cryptage
PHY/MAC Ethernet
Convertisseur S´rie RS232-USB
e
Micro-controlleur
Micro-Processeur
m´moire RAM, ROM
e
Portes logiques (and, or, xor, shift register)
System On Chip
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8. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
SoC ? System On Chip ? !
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9. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Qu’est-ce qu’un ASIC ? O` les trouve-t-on ? Que fait un ASIC
u
Qu’est-ce qu’un FPGA ?
C’est c`
¸a
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10. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Les FPGA, comment ca marche ? !
Structure d’un FPGA ?
Et on peut programmer en quoi ?
Les entit´s synth´tisables
e e
Les langages utilis´s
e
Exemple de code VHDL
Les fabriquants de FPGA
Exemples de plaques de developpement
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11. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Structure d’un FPGA ?
matrice de blocs logiques programmables
blocs d’I/O programmable
interconnection entre blocs logiques et blocs d’I/O
programmables
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12. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Et on peut programmer quoi ?
Entit´s ”synth´tisables”
e e
porte AND
porte AND ` 4 entr´es
a e
porte AND ` 8 entr´es
a e
porte AND ` 42 entr´es
a e
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13. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Et on peut ”synth´tiser” quoi ?
e
Entit´s ”synth´tisables”
e e
Serial UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
FPU (Floating Point Unit)
DDR SDRAM Controller Core
1 GigEthernet MAC core
D´codeur JPEG
e
Contrˆlleur VGA
o
Contrˆlleur d’interruptions
o
Contrˆlleur USB
o
G´n´rateur d’effets vid´os bas´s sur une entr´e son
e e e e e
softcores/CPU (8 bits, 32 bits, 64 bits, 1 bit...)
plus d’infos sur http ://www.opencores.org
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14. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Programmable ? En quoi ? En Java ?
Langage de Programmation
VHDL
Verilog
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15. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Exemple de la porte AND
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16. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Exemple de la porte AND
Entit´ AND
e
library ieee ;
use ieee.std logic 1164.all ;
entity AND ent is
port( A : in std logic ;
B : in std logic ;
Y : out std logic
);
end AND ent ;
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17. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Exemple de la porte AND
Comportement AND
architecture behav of AND ent is
begin
Y <= A and B ;
end behav ;
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18. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Les fabriquants de FPGA
Xilinx
Altera
Lattice Semiconductor
Atmel
Actel
Cypress
QuickLogic
Nallatech
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19. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Exemples de plaques de developpement
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20. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Actel Pro-Asic2
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21. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Cyclone 3
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22. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Cyclone 2
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23. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
FPGA dev board
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24. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Virtex 5
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25. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Virtex 4 ML403
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26. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Spartan 6 SP605
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27. Introduction Les FPGA, comment ca marche ? ! Structure d’un FPGA ? Et on peut programmer en quoi ? Lan
Merci
Merci de votre attention
Bien Cordialement
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