Notes de cours (version pdf) - Lab

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-1- Emmanuel Boutillon
Les FPGAs
Emmanuel Boutillon
Cours réalisé à partir de :
Nathalie Julien, cours IUP EEA 1999.
Jean-Luc Danger, ENST Paris
Cours de l’ISEP disponible sur le WEB
Pierre Bomel
-2- Emmanuel Boutillon
åComment et pourquoi faire de la logique
programmable ?
Les technologies de personnalisation
êPAL, EPLD et FPGA
Spécificité du développement des CLPs
Situation présente et évolution.
PLAN

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-3- Emmanuel Boutillon
microprocesseurs
processeurs DSPs
mémoires
périphériques
FPGA
EPLD
circuits
logiques
programmables
ASICs
Position du problème
Matériel Logiciel
circuits existants
circuits personnalisés
-4- Emmanuel Boutillon
Position du problème
L’intérêt des CLP se justifie (depuis 30 ans) par :
Le coûts très important des ASICs
Le temps de développement d ’un ASIC
Les performances faibles du logiciel
La non flexibilité des solutions ASIC
« Démocratisation » des FPGA

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-5- Emmanuel Boutillon
Coût à la pièce
Nombre de pièces
ASIC CLP
NRE
seuil
le seuil augmente si le nombre de portes baisse
seuil mini = 1000 pièces
Coût CLP/ASIC
-6- Emmanuel Boutillon
temps
Temps de conception
spec
FPGA
ASIC Code+synth Placement
Routage fab
spec Code+synth
spec
logiciel
P
R
Code
µP
+
Time to market

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-7- Emmanuel Boutillon
processeur : traitement séquentiel
fclock
nb op/cycle
f =
f
Nb opérations/cycle
1 2 3 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52
10
20
30
40
50
60
70
80 circuit personnalisé : traitement parallèle
F clock
fréquence
de traitement
Les performances
-8- Emmanuel Boutillon
Démocratisation de la conception
Temps log10(complexité)
10Masque
8Transistor
7Porte
5RTL
4Spécifications
3Idée
T0 Tfin
Développement
Validation ASIC
Fonderie
Produit
Validation CLP
Affaire de
Spécialistes avec
un équipement
lourd

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-9- Emmanuel Boutillon
●prototypage
➯ conception rapide de démonstrateurs
➯ autonomie (pas de fondeur)
●Reprogrammation
➯ maintenance in situ
Intérêts propres aux CLPs
-10- Emmanuel Boutillon
Comment faire des CLP ?
Un circuit classique contient :
- des portes logiques ;
- des connections entre les portes logiques ;
- des éléments de mémorisation (registre et/ou mémoire) ;
- des entrées-sorties.
- une (ou des) horloges
- une structure hiérarchique
Le CLP doit donc avoir les mêmes fonctionnalités, avec la notion
de « programmabilité ».