Les cartes d`acquisition avec DSP et/ou FPGA intégrés

I
l y a à peine quatre ans cet article n’au-
rait pas eu de raison d’être.A l’époque,
on aurait certes pu trouver sur le mar-
ché quelques cartes d’acquisition avec
DSP intégrés,mais pour les cartes avec FPGA,
on serait peut-être rentré bredouille de la
cueillette… Il faut dire que depuis quelques
années le domaine a fortement évolué : à
titre d’exemple, on
peut lire dans un
article de Mesures de
juin 2001 déjà consa-
cré au sujet qu’à
l’époque le plus
“gros” FPGA com-
portait environ un
million de portes.
Aujourd’hui, on
atteint allègrement les
8 millions de portes
voire plus pour les
modèles hauts de
gamme. Le “bon
vieux FPGA à papa”
qui permettait de fai-
re de la logique pro-
grammable de base a
laissé la place à un monstre de puissance
capable d’intégrer dans son “sein de silicium”
des cœurs de processeurs entiers et de réali-
ser des tâches de traitement du signal très
évoluées. Le FPGA vient marcher sur les
plates-bandes du DSP dans certaines appli-
cations de traitement du signal.Pour preuve
de cette tendance forte,Patrick Méchin,fon-
dateur de Techway, a fait le pari de créer son
entreprise spécialisée dans l’expertise,la ven-
te et la prestation de service autour du FPGA.
«A l’heure actuelle,les développeurs connaissent bien les
DSP et savent programmer avec.La tendance est à l’uti-
lisation de plus en plus massive des FPGA pour le traite-
ment du signal.Les ingénieurs de conception savent faire
de la logique programmable avec les FPGA mais pour le
traitement du signal,les compétences en programmation
sont encore rares et recherchées.C’est sur cette analyse que
nous misons pour l’avenir de Techway »,explique M.
Méchin.
Dans cet article nous nous intéressons aux
cartes d’acquisition, c’est-à-dire de conver-
sion analogique-numérique,intégrant un ou
plusieurs DSP, un ou plusieurs FPGA, voire
les deux technologies.Nous avons présenté
dans nos deux tableaux un aperçu non
exhaustif de l’offre de différents fournisseurs
présents en France en mentionnant les dif-
férents formats disponibles (PCI,PMC,VME,
cPCI).Il faudra,avant de faire son choix,être
attentif à l’éternelle question de la conver-
sion analogique-numérique régulièrement
56 MESURES 763 - MARS 2004
uide d’achat
G
L’essentiel
Les cartes d’acquisition
avec DSP ou FPGA permet-
tent de faire du traitement
numérique du signal en
cours d’acquisition et
conviennent bien aux
applications temps réel
L’offre en cartes sur étagè-
re est de plus en plus
conséquente
Les caractéristiques, les
avantages et les inconvé-
nients des DSP et des FPGA
sont passés en revue
Les architectures mixtes et
modulaires mêlant DSP et
FPGA sont de plus en plus
répandues
▼
Certaines applications d’acquisition de signaux nécessitent de traiter les
échantillons en temps réel, c’est-à-dire en cours d’acquisition, afin de rédui-
re immédiatement après conversion analogique-numérique le flot de don-
nées à transmettre. Il s’agit de soulager la charge de calcul du processeur
central en lui communiquant une information déjà prétraitée, beaucoup
moins volumineuse. On connaissait les cartes d’acquisition avec DSP inté-
grés mais beaucoup moins les cartes avec FPGA intégrés. Cet article s’effor-
ce de faire le point sur ce domaine complexe en forte évolution.
ACQUISITION DE DONNÉES
Les cartes
d’acquisition
avec DSP et/ou
FPGA intégrés
En matière de cartes intelligentes,les solutions figées sont assez peu répandues.Les
cartes sont souvent conçues autour d’une architecture modulaire comme c’est le cas
ici.Cette carte au format PCI long peut accueillir jusqu’à 5 modules comprenant
au choix,un ensemble de CAN,un ensemble de DSP ou un FPGA.Un bus proprié-
taire ultra-rapide à 400 Mo/s relie tous les modules.
Hunt Engineering

évoquée dans nos colonnes.Il conviendra en
effet de veiller aux paramètres traditionnels
des cartes d’acquisition : nombre de voies,
fréquence d’échantillonnage, multiplexage
des voies, résolution numérique, mémoire
d’acquisition…
Mais l’objectif est ici, avant tout, de fournir
des éléments de réponse à celui qui serait
susceptible de se lancer dans l’intégration de
cartes intelligentes de traitement numérique
du signal. Force est de constater que pour
l’utilisateur de solutions d’acquisition de
données traditionnelles, ces cartes peuvent
paraître complexes à utiliser et surtout à pro-
grammer.
Pourquoi choisir une carte
d’acquisition intelligente ?
Les raisons sont évidemment très diverses
mais l’on peut citer quelques généralités.
Une chaîne d’acquisition traditionnelle sur
PC par exemple procède de la façon suivan-
te : restitution du signal par les capteurs ou
les sondes, conversion analogique-numé-
rique par les cartes,transfert des échantillons
via le bus PCI (ou ISA) et traitement des don-
nées par le processeur du PC.Cette façon de
procéder, notamment avec l’augmentation
des fréquences d’échantillonnage,a quelques
inconvénients qui se comprennent aisément.
D’une part,le bus interne du PC (qu’il soit de
type PCI ou autre) est un goulot d’étrangle-
ment lorsque le flux d’échantillons est trop
élevé.Le bus classique PCI 32 bits/33 MHz
par exemple ne dépasse pas les 132 Mo/s
théoriques (en pratique 80 Mo/s, voire
moins). Lorsque l’on numérise en continu
à plus de 100 Méch./s sur 14 bits (même
sur une seule voie),celui-ci ne sera pas assez
rapide. On pourra donc perdre des échan-
tillons (à plus forte raison encore, si on a
d’autres transferts sur le bus de type “son,
Internet, accès disque dur”ou autres)…
D’autre part,dans cette architecture,le pro-
cesseur du PC est utilisé pour le calcul et le
traitement des données. Or celui-ci a déjà
son “travail de processeur”à faire :les nom-
breuses tâches généralistes des applications
tournant sur le PC. Il résulte de l’ensemble
“bus de transfert, processeur PC, système
d’exploitation”une absence de déterminis-
me bien connue.
Opter pour une carte d’acquisition intelli-
gente,c’est à la fois soulager le flux d’infor-
mation vers le bus de transfert et soulager la
charge de calcul du processeur.De manière
générale, les cartes avec DSP et FPGA per-
mettent de faire un traitement ou un pré-
traitement du signal immédiatement après
la conversion analogique-numérique (FFT,
décimation,corrélation,intégration…) afin
d’envoyer vers le contrôleur une informa-
tion plus pertinente pour l’utilisateur que les
données brutes.Il faut faire le parallèle avec
les “cartes son”et les cartes graphiques des PC
bureautiques. Celles-ci soulagent le proces-
seur central en effectuant les algorithmes spé-
cifiques à l’affichage et au son.
L’implémentation de cartes intelligentes per-
met surtout de réaliser des systèmes où l’in-
formation est traitée en temps réel pendant
le cours de l’acquisition. «Celui qui n’a pas de
contraintes de temps réel n’a pas besoin de s’embarrasser
la vie avec des FPGA,ni même des DSP »,assure
Patrick Delrue,président d’Horizon Technologies,
société spécialisée dans l’acquisition de don-
nées.«Très souvent,ceux qui choisissent de telles cartes
ont besoin d’acquérir une information,de la traiter dans
le laps de temps imposé par l’application et de générer une
consigne»,poursuit M.Delrue.
Digital Signal Processor
Les DSP ou “Digital Signal Processors”sont,
comme leur nom l’indique,des processeurs
dédiés au traitement du signal.Cela signifie
qu’au lieu d’avoir un jeu d’instructions géné-
ralistes comme les processeurs classiques,ils
comportent un certain nombre d’instruc-
tions dédiées au calcul mathématique binai-
re. «Les DSP comprennent par exemple les instructions
dites “MAC”pour Multiply and Accumulate.Ces ins-
tructions permettent,en un seul cycle d’horloge,de faire une
multiplication et une addition.Un processeur classique
nécessitera deux cycles d’horloge pour faire la même opé-
ration»,explique Hervé Brouchery,ingénieur
système chez Texas Instruments.
Les DSP se programment en langage C/C++
ou en assembleur, plus proche du langage
machine. Le langage C/C++ sera ensuite
compilé afin d’être compréhensible par le
processeur.«La majeure partie de la programmation
peut être effectué en C ou en C++ mais pour disposer d’un
code optimisé,il faut parfois coder certaines parties en
assembleur»,précise M.Brouchery.
Le marché du DSP est phagocyté par les deux
poids lourds que sont Texas Instruments avec sa
gamme de DSP C6X et Analog Devices avec la
famille Sharc. On trouvera ensuite Motorola
avec les familles G4 et G5 à cheval entre le
DSP et le processeur RISC. Les deux grands du
domaine proposent tous deux des environ-
nements de développement intégrés (IDE,
Integrated Development Environnement)
dédiés à la programmation des DSP : Code
Composer Studio pour Texas Instruments et
VisualDSP++ pour Analog Devices.
Ces environnements de programmation
comprennent des compilateurs C et C++
spécifiques aux instructions des familles de
DSP.Ils intègrent également des simulateurs
permettant de programmer et de déboguer
sans la présence physique du DSP,des ému-
lateurs permettant de télécharger le code
compilé sur le DSP et de déboguer sur le
matériel, des profilers pour la caractérisa-
tion des temps d’exécution du code. Sans
oublier les nombreuses bibliothèques de
fonctions déjà écrites… Ces environnements
ne sont pas fournis avec les cartes et l’on doit
se les procurer chez le fournisseur du DSP.
Les critères de choix d’un DSP sont similaires
à celui d’un processeur :en premier lieu,on
trouve la fréquence d’horloge du processeur
et le nombre de bits des données (en majo-
rité sur 16 bits ou 32 bits).Toutefois,com-
me pour les processeurs conventionnels, il
ne faut pas prendre au pied de la lettre ces
caractéristiques : un DSP moins performant
57
MESURES 763 - MARS 2004
G uide d’achat
Les modules au format
PMC (PCI Mezzanine
Card) avec CAN et FPGA
intégrés sont très appréciés
puisqu’ils peuvent se gref-
fer à la fois sur des cartes
VME et sur des cartes
cPCI.
Il existe désormais des cartes avec
DSP intégrés au format PXI/cPCI
3U.Cette carte distribuée par Acqui-
sys en France dispose de drivers origi-
naux pour Linux,RT Linux et QNX.
Pentek
UEI

58 MESURES 763 - MARS 2004
G uide d’achat
Les cartes de conversion analogique-numérique avec DSP intégrés
Fabricant Référence Format Nombre Fréquence Résolution DSP Mémoire Système Observations
(Représentant) de voies Échantillonnage Embarquée d’exploitation
Exacq Série CM PCI, cPCI 8,16,32 1 Méch./s 16 bits 1 DSP TM-1300 16 Mo Windows FPGA non
(SM2I) multiplexé 32 bits 143 MHz Linux programmable
Série CH PCI, cPCI 2-8 20 Méch./s 12 bits virgule fixe ou 16 Mo
par voie flottante (Philips)
Goldammer MultiChoice PCI 32 1 Méch./s 12 ou 16 bits 1 DSP56311 1,5 Mo de Windows Coprocesseur de
de (SM2I) Quattro multiplexé 150 MHz (Motorola) RAM 98/2000/XP filtrage intégré
Hunt HEPC9 + PCI, cPCI 4 à12 40 Méch./s 12 bits 1 à 3 DSP C6203 32 Mo de Windows Système
Engineering HEGD1 par voie et/ou C6701 virgule SDRAM + Linux modulaire
(Horizon + C6X fixe ou flottante (TI) Flash VxWorks Heart/Heron
Technologies) HEPC9 + PCI, cPCI 2 1 25 Méch./s 12 bits DSP C6203/C6701 32 Mo de FPGA optionnel
IO2V par voie 32 bits virgule SDRAM ou intégré
+ C6X fixe ou flottante (TI) Flash Bus à 400 Mo/s
HEPC9 + PCI, cPCI 8 à 16 2,5 Méch./s 16 bits DSP C6203/C6701 32 Mo de
HEGD12 par voie 32 bits virgule SDRAM
+ C6X fixe ou flottante (TI) Flash
Innovative Conejo PCI,cPCI 4 10 Méch./s 14 bits DSP C6711 32 Mo Windows 4 sorties DAC
Integration cConejo par voie virgule flottante (TI) 64 E/S numériques
(Acquisys) Delphin PCI 32 192 Kéch./s 24 bits DSP C6711 32 Mo 6 sorties DAC
parvoie virgule flottante (TI) 64 E/S numériques
Quixote cPCI 2 105 Méch./s 14 bits DSP C6416 32 Mo + 8 Mo 2 sorties DAC
parvoie virgule fixe (TI) 32 E/S numériques
Jaeger ADWIN-L16- PCI 8 100 Kéch./s 16 bits 1 ADSP21062 32 bits 8 Mo Adbasic
(Keithley PCI multiplexé virgule flottante DRAM
Instruments) (Analog Devices)
ADWIN-L16- cPCI 8 100 Kéch./s 16 bits 1 ADSP21062 32 bits 8 Mo
cPCI multiplexé virgule flottante DRAM
(Analog Devices)
Men Mikro M70 M- Module 4,8,16 200 éch./s 20 bits 1 ADSP2181 80 Ko VxWorks Acquisition de
Elektronik (Analog Devices) Linux température
M59 M-Module 4 100 Kéch./s 16 bits 2 ADSP2181 160 Ko Windows Synchronisation
(Analog Devices) possible
Microstar iDSC 1816 PCI 8 153,6 Kéch./s 16 bits DSP56303 16 Mo Windows Filtrage hautes
Laboratories par voie 100 MHz (Motorola) 98/2000/XP performances
(SM2I)
National NI PCI-4551 PCI 2 204,8 Kéch./s 16 bits 1 DSP Sharc nc nc Analyse en mode
Instruments par voie 32 bits (Analog Devices) FFT, dynamique
NI PCI-4552 PCI 4 204,8 Kéch./s 16 bits de 90 dB
Pentek 4293 VME 4 105 Méch./s 14 bits 8 DSP C’6203 172 Mo nc FPGA et cœurs
(Vsystems) par voie virgule fixe (TI) IP en option
4294 VME 4 105 Méch./s 14 bits 4 DSP G4 virgule 580 Mo VxWorks
par voie flottante (Motorola) Linux
4205 VME 4 105 Méch./s 14 bits 4 DSP G5 virgule 544 Mo
par voie flottante (Motorola)
Transtech-DSP Pack I/O VME, PCI, 1 à 8 65 Méch./s à 8 à 14 bits 4 TigerSharc 256 Mo de VxWorks Architecture
(Techway) Quad- cPCI 210 Méch./s virgule flottante SRAM Windows modulaire,
TigerSharc (Analog Devices) 4 Mo de Linux FPGA Virtex II
Flash intégré
UEI PD2-MF PCI Jusqu’à 64 Jusqu’à 2,2 Méch./s Jusqu’à 16 bits DSP 56301 (Motorola) Jusqu’à 64 Ko Windows 2 sorties
(Acquisys) multiplexé Linux analogiques
PDXI-MF cPCI/PXI Jusqu’à 64 Jusqu’à 2,2 Méch./s Jusqu’à 16 bits DSP 56301 (Motorola) Jusqu’à 64 Ko RT Linux 32 E/S numériques
multiplexé QNX 3 compteurs

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MESURES 763 - MARS 2004
G uide d’achat
Les cartes de conversion analogique-numérique avec FPGA intégrés (1)
Fabricant Référence Format Nombre Fréquence Résolution FPGA Système Observations
(Représentant) de voies Échantillonnage d’exploitation
Acqiris AP235 PCI 2 0,5 Géch./s sur 2 voies 8 bits 2 Virtex-II, 3 M de Windows Options de firmware :
1 Géch./s sur 1 voie portes, (Xilinx) VxWorks - moyennage
AP240 PCI 2 1 Géch./s sur 2 voies 8 bits 2 Virtex-II, 3 M de Linux - séquentiel
2 Géch./s sur 1 voie portes, (Xilinx)
Alpha Data ADM-XPL PMC, PCI 2 105 Méch./s par voie 14 bits Virtex-II, PRO 7, 20 et VxWorks Rocket IO
(Vsystems) VME,cPCI 30, (Xilinx) Windows FPDP
Linux
DSP Research ADC364 TIM, PCI, 4 105 Méch./s 14 bits 1 XC2V1000, 1 M Linux Architecture
(Antycip) VME, cPCI de portes, (Xilinx) Windows modulaire
ADC-DAC370 TIM, PCI 2 105 Méch./s 14 bits 1 XC2V1000, 1 M 2 sorties 16 bits
VME, cPCI de portes, (Xilinx) 300 Méch./s
Hunt HEPPC9 + PCI, cPCI 2 à 6 Jusqu’à 125Méch./s 12 bits Spartan 200K ou Windows Bus à 400 Mo/s
Engineering IO2V + par voie Virtex-II à 1, 3, 6 ou Linux Mémoire 256 ou
(Horizon Heart/Heron 8 M de portes (Xilinx) VxWorks 512 Mo
Technologies) BaseIO + 12x6 cm 2 Jusqu’à 125Méch./s 12 bits Spartan ou Virtex-II Système 2 sorties DAC 14 bits.
IO2V par voie 1 M de portes (Xilinx) autonome Carte
embarquable
HEPPC9 + PCI, cPCI 8 à 24 Jusqu’à 2,5Méch./s 16 bits Spartan 200K ou Windows Bus à 400 Mo/s
IO2V + par voie Virtex-II à 1, 3, 6 ou VxWorks Mémoire 256 ou
Heart/Heron 8 M de portes (Xilinx) Linux 512 Mo
Innovative Quixote cPCI 2 105 Méch./s 14 bits 1 Virtex-II, 6 M de Windows Site PMC
Integration portes (Xilinx) StarFabric
(Acquisys) M62/67-CF PCI, cPCI 2 65 Méch./s 12 bits 1 XCV300E, 300 000 DSP C6x
cM62/67-CF portes (Xilinx) 2 sorties
M62/67-HSA PCI, cPCI 2 65 Méch./s 14 bits 1 Virtex, 2 M analogiques
cM62/67-HSA de portes (Xilinx) 32 E/S numériques
Lyrtech HS-ADC-16 cPCI 16 Jusqu’à 10 Méch./s 14 bits 1 Virtex-II, 1 M de Windows Bus FPDP
(The Mathworks) portes, (Xilinx)
HS-ADC-16 cPCI 16 Jusqu’à 105 Méch./s 14 bits 1 Virtex-II, 3 M de
portes, (Xilinx)
sur le papier qu’un autre pourra s’avérer
moins efficace pour une application parti-
culière.Le tout réside dans la nature des opé-
rations qui composent son jeu d’instruction.
Le monde des DSP se partage en deux : les
processeurs à virgule fixe (“fixed point”en
anglais,généralement sur 16 bits) et les pro-
cesseurs à virgule flottante (généralement
sur 32 bits).Les premiers sont rapides,peu
onéreux et de faible consommation.Ils sont
cependant plus délicats à programmer. Les
seconds permettent de développer des appli-
cations plus rapidement mais ils sont en
général plus chers et consomment plus que
les DSP à virgule fixe.
L’analyse de la mémoire du DSP a également
son importance.Il faut distinguer les DSP qui
ont une mémoire très proche du processeur,
des DSP qui ont une mémoire “éloignée”.
«Dans le premier cas,la mémoire est accessible en un seul
cycle d’horloge à la manière d’un registre processeur.Dans
le second cas,il faudra plusieurs cycles d’horloges pour
faire une opération. Le temps d’accès du DSP à ses
mémoires a,comme pour le processeur classique,une
influence sur la rapidité d’exécution des tâches»,déve-
loppe Nicolas Dechesne,chef de projet chez
Texas Instruments.
Autre point important : certains construc-
teurs fournissent avec leurs cartes d’acquisi-
tion avec DSP, des outils de programmation
et de configuration de la carte permettant de
s’affranchir de la programmation en C/C++
du DSP.C’est le cas de Goldammer qui intègre
dans son interface de configuration de la car-
te des fonctions comme la FFT,le PID ou cer-
tains filtrages. L’avantage est que l’on peut
gagner du temps sur la programmation de
la carte.Revers de la médaille,toutes les fonc-
tions ne sont pas disponibles ; cet outil ne
permet pas la souplesse d’une programma-
tion spécifique.
Field Programmable Gate Array
FPGA ou Field Programmable Gate Array se
traduit en français par circuit prédiffusé pro-
grammable.Sans entrer dans les détails (que
nous laissons bien volontiers à nos confrères
des revues d’électronique !),il faut considé-
rer un FPGA comme un “champ de silicium”
contenant un certain nombre de portes
logiques élémentaires pouvant être reliées
entre elles par programmation pour réaliser
des fonctions plus évoluées. Ici, plus ques-
tion de parler de processeurs,ni de compi-
lateur comme pour le DSP. Reprogrammable
à volonté, le FPGA n’est pas un composant
électronique dédié.On peut le programmer

60 MESURES 763 - MARS 2004
G uide d’achat
Les cartes de conversion analogique-numérique avec FPGA intégrés (2)
Fabricant Référence Format Nombre Fréquence Résolution FPGA Système Observations
(Représentant) de voies Échantillonnage d’exploitation
National Instruments PXI-7831R PXI, cPCI 3U 8 232 Kéch./s par voie 16 bits 1 XC2V1000, 1 M de Windows Programmable
portes, (Xilinx) par LabView
Pentek 7131 PMC, PCI 2 105 Méch./s par voie 14 bits Virtex 1, II et 3, plusieurs M VxWorks Cœurs FPGA
(Vsystems) de portes (Xilinx) Windows sur étagère en option
6230 VIM 4 105 Méch./s par voie 14 bits Virtex 1, II et 3, plusieurs M Linux
de portes (Xilinx)
6821 VME 1 210 Méch./s 12 bits Virtex-II, PRO 20 et VxWorks FPDP
50 (Xilinx)
Spectrum EPMC-2ADC PMC 2 80 Méch./s 14 bits 1 XCV300 VxWorks Bus LVDS
Signal Processing 300 000 portes (Xilinx) embarqué Solano
(Antycip) TM1-3300 cPCI 4 80 Méch./s 14 bits 4 XC2V6000 (Xilinx) sur la carte Bus RapidIO
PRO-3100 6 M de portes
TM1-3350 cPCI 2 212 Méch./s 12 bits 4 XC2V6000
PRO-3100 6 M de portes (Xilinx)
Transtech-DSP ECDR-2- PMC 2 210 Méch./s 12 bits Stratix (Altera) VxWorks Bus Race++
(Techway) 12210-PMC Windows Bus PCI 64 bits
ECDR-GC314 PMC 3 105 Méch./s 14 bits Stratix (Altera)
-PMC-FS
Pack I/O- VME De 1 à 8 65 à 210 Méch./s 8 à 14 bits Virtex-II (Xilinx) VxWorks Architecture
FPGA02 Windows modulaire
Pack I/O- VME De 1 à 8 65 à 210 Méch./s 8 à 14 bits Virtex PRO (Xilinx) Linux Bus PCI 64 bits
FPGA03 Rocket IO
Pack I/O- PCI De 1 à 8 65 à 210 Méch./s 8 à 14 bits Virtex-II (Xilinx) LVDS
FPGA02 FPDP
Pack I/O- PCI De 1 à 8 65 à 210 Méch./s 8 à 14 bits Virtex PRO (Xilinx)
FPGA03
pour réaliser n’importe quelle fonction élec-
tronique,de la plus simple à la plus compli-
quée :portes logiques élémentaires,comp-
teurs, multiplicateurs, additionneurs,
horloges mais aussi processeurs,mémoires…
Le FPGA est un peu l’auberge espagnole du
composant électronique :il permet de vrai-
ment tout faire (sauf la cuisine évidem-
ment…).L’intérêt est donc de l’utiliser pour
réaliser des fonctions bien spécifiques de trai-
tement du signal qui seront implémentées
de manière matérielle et non logicielle. Par
exemple, on peut imaginer un FPGA rece-
vant sur ses entrées les bits d’un signal phy-
sique et qui sur ses sorties restituerait un cer-
tain nombre de bits représentant le spectre du
signal d’entrée (“FFTtizeur”).L’exemple de
la FFT n’est peut-être pas le meilleur car il
existe sur le marché des composants dédiés
à cette fonction. Mais il faut voir que l’on
peut imaginer n’importe quel algorithme
exotique de traitement du signal pouvant
être “claqué*”dans le silicium.Le gros avan-
tage du FPGA par rapport à un composant
électronique ordinaire est qu’il est repro-
grammable,il permet donc une certaine évo-
lutivité de l’application.Il offre la possibilité
de s’affranchir des couches logicielles tout
en autorisant une certaine souplesse d’utili-
sation.Les plus gros modèles permettent de
réaliser des architectures dotées d’une puis-
sance et d’une rapidité de calcul considé-
rables.
Un FPGA,quelle que soit sa marque,se pro-
gramme généralement en langage VHDL
(Very high speed circuit Hardware Descrip-
tion Language). Ce langage normalisé par
l’IEEE est un outil puissant de conception,
de simulation,de spécification et de synthè-
se logique mais il peut paraître complexe
pour le néophyte. Il est à l’heure actuelle
encore réservé à une minorité de spécia-
listes… C’est sur ce point que misent actuel-
lement beaucoup de sociétés comme Anty-
cip,HSP,Techway ou VSystems qui proposent
leur expertise sous forme de prestations de
service. Pour programmer un FPGA, il faut
également disposer des environnements de
programmations intégrés (IDE) du fournis-
seur de FPGA.A l’heure actuelle, les deux
monstres du secteur sont les Américains Alte-
ra et Xilinx (ce dernier est d’ailleurs à l’origi-
ne du FPGA). Xilinx propose par exemple
l’environnement de développement ISE qui
permet de programmer en VHDL, de faire
de la simulation du code et de “claquer*”le
FPGA, c’est-à-dire de “télécharger”le code
dans le FPGA. Comme dans le cas du DSP,
ces environnements de développement sont
en général assez onéreux et ne sont pas four-
nis avec les cartes.Il faut se les procurer chez
le fournisseur du FPGA.A noter également
l’introduction récente de la première carte
d’acquisition avec FPGA intégré de National
Instruments programmable avec le langage Lab-
VIEW.Celle-ci ne permet pas de réaliser des
algorithmes de calcul complexes : le FPGA
se destine plutôt à la configuration des
entrées/sorties de la carte et aux tâches de
* La programmation des
premiers FPGA était réali-
sée en faisant fondre (“cla-
quer”) des fusibles noyés
dans le silicium.A l’époque,
ces composants n’étaient pas
reprogrammables.Aujour-
d’hui,ils le sont à volonté
mais le vocable “claquer”est
resté…