Field-programmable gate arrayA field-programmable gate array (FPGA) is an integrated circuit designed to be configured after manufacturing. The FPGA configuration is generally specified using a hardware description language (HDL), similar to that used for an application-specific integrated circuit (ASIC). Circuit diagrams were previously used to specify the configuration, but this is increasingly rare due to the advent of electronic design automation tools. FPGAs contain an array of programmable logic blocks, and a hierarchy of reconfigurable interconnects allowing blocks to be wired together.
Circuit logique programmableUn circuit logique programmable ou PLD (Programmable Logical Device), est un circuit intégré logique qui peut être programmé après sa fabrication. Il se compose de nombreuses cellules logiques élémentaires contenant des bascules logiques librement connectables. L'utilisateur doit donc programmer le circuit avant de l'utiliser. Les différentes logiques de programmation (unique, reprogrammable) et d'architecture ont conduit à la création de sous-familles dont les plus connues sont les FPGA et les CPLD.
Programmable Array LogicProgrammable Array Logic (PAL) is a family of programmable logic device semiconductors used to implement logic functions in digital circuits introduced by Monolithic Memories, Inc. (MMI) in March 1978. MMI obtained a registered trademark on the term PAL for use in "Programmable Semiconductor Logic Circuits". The trademark is currently held by Lattice Semiconductor. PAL devices consisted of a small PROM (programmable read-only memory) core and additional output logic used to implement particular desired logic functions with few components.
Complex programmable logic deviceA complex programmable logic device (CPLD) is a programmable logic device with complexity between that of PALs and FPGAs, and architectural features of both. The main building block of the CPLD is a macrocell, which contains logic implementing disjunctive normal form expressions and more specialized logic operations. Some of the CPLD features are in common with PALs: Non-volatile configuration memory. Unlike many FPGAs, an external configuration ROM isn't required, and the CPLD can function immediately on system start-up.
Synthèse logiqueEn électronique, la synthèse logique (RTL synthesis) est la traduction d'une forme abstraite de description du comportement d'un circuit (voir Register Transfer Level) en sa réalisation concrète sous forme de portes logiques. Le point de départ peut être un langage de description de matériel comme VHDL ou Verilog, un schéma logique du circuit. D'autres sources sont venues s'additionner depuis les années 2010, comme l'utilisation de la programmation en OpenCL. Le point d'arrivée peut être un code objet pour un CPLD ou FPGA ou la création d'un ASIC.
Programmable logic arrayA programmable logic array (PLA) is a kind of programmable logic device used to implement combinational logic circuits. The PLA has a set of programmable AND gate planes, which link to a set of programmable OR gate planes, which can then be conditionally complemented to produce an output. It has 2N AND gates for N input variables, and for M outputs from PLA, there should be M OR gates, each with programmable inputs from all of the AND gates. This layout allows for many logic functions to be synthesized in the sum of products canonical forms.
Langage de description de matérielUn langage de description de matériel, ou du matériel (ou HDL pour hardware description language en anglais) est un langage informatique permettant la description d'un circuit électronique au niveau des transferts de registres (RTL). Celui-ci peut décrire les fonctions réalisées par le circuit (description comportementale) ou les portes logiques utilisées par le circuit (description structurelle). Il est possible d'observer le fonctionnement d'un circuit électronique modélisé dans un langage de description grâce à la simulation.
Placement-routageEn électronique, le placement-routage est le processus lors duquel les différentes parties d'un circuit électronique ou d'un circuit intégré sont automatiquement positionnées et connectées. Le problème algorithmique associé à la tâche de placement-routage est un problème d'optimisation considéré comme difficile au sens de la théorie de la complexité. Il nécessite des techniques métaheuristiques comme les algorithmes génétiques ou le recuit simulé. Les temps de calcul sont donc souvent très élevés au vu du nombre d'éléments à considérer.
Xilinxthumb|FPGA Xilinx Spartan-3 (référence XC3S400) contenant portes logiques Xilinx (nom complet Xilinx, Inc.) est une entreprise américaine de semi-conducteurs. Inventeur du FPGA, Xilinx fait partie des plus grandes entreprises spécialisées dans le développement et la commercialisation de composants logiques programmables, et des services associés tels que les logiciels de CAO électroniques, blocs de propriété intellectuelle réutilisables et formation. Le , AMD annonce son intention de racheter Xilinx.
C to HDLC to HDL tools convert C language or C-like computer code into a hardware description language (HDL) such as VHDL or Verilog. The converted code can then be synthesized and translated into a hardware device such as a field-programmable gate array. Compared to software, equivalent designs in hardware consume less power (yielding higher performance per watt) and execute faster with lower latency, more parallelism and higher throughput.
VerilogLe Verilog, de son nom complet Verilog HDL est un langage de description matériel de circuits logiques en électronique, utilisé pour la conception d'ASICs (application-specific integrated circuits, circuits spécialisés) et de FPGAs (field-programmable gate array). Le sigle anglais HDL -Hardware Description Language- signifie Langage de Description du Matériel. « Verilog HDL » ne doit pas être abrégé en VHDL, ce sigle étant utilisé pour le langage concurrent VHSIC Hardware Description Language.
Électronique numériqueL'électronique numérique concerne le système ou la technologie appliquée dont les caractéristiques sont exprimées par des valeurs de nombres, en anglais digital signifiant « chiffre ». La meilleure fiabilité lors de la transmission des signaux numérisés procure en principe, un contrôle de bout en bout de la chaîne des signaux. Le mode numérique permet de s'affranchir le plus souvent du bruit de fond, des parasites et autres artefacts lors de la transmission et améliore notamment le rapport signal sur bruit.
NetlistUne netlist décrit un circuit électrique (e.g. circuits imprimés, circuits intégrés). Un circuit électrique de base est composé d’éléments électriques (capacitances, résistances, inductances) reliés par des fils conducteurs. Une netlist peut être composée de plusieurs sous-circuits, qui peuvent quant à eux, être instanciés dans d'autres circuits et/ou sous-circuits. Une netlist sert souvent comme point d'entrée d'un simulateur électrique et peut être écrite à la main, mais aussi obtenue à partir d'un outil d'extraction ou de synthèse.
Automate programmable industrielvignette|Deux automates programmables industriels & leurs périphériques, montés en volant, pour test et analyse. Un automate programmable industriel, ou API (en anglais programmable logic controller, PLC), est un dispositif électronique numérique programmable destiné à la commande de processus industriels par un traitement séquentiel. Il envoie des ordres vers les préactionneurs (partie opérative ou PO côté actionneur) à partir de données d’entrées (capteurs) (partie commande ou PC côté capteur), de consignes et d’un programme informatique.
SystemVerilogSystemVerilog est à la fois un langage de description, se basant pour cela sur Verilog, et un langage de vérification de matériel, permettant de faire de la simulation et vérification. Il est standardisé sous le numéro IEEE 1800 par l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). En 2020, le langage en était à la septième révision en 20 ans avec IEEE 1800-2017 publié en février 2018. Le développement de la norme est fait de façon transparente et collaborative, via le site accellera.mantishub.
Système sur une pucethumb|Puce ARM Exynos sur le smartphone Nexus S de Samsung. Un système sur une puce, souvent désigné dans la littérature scientifique par le terme anglais (d'où son abréviation SoC), est un système complet embarqué sur un seul circuit intégré (« puce »), pouvant comprendre de la mémoire, un ou plusieurs microprocesseurs, des périphériques d'interface, ou tout autre composant nécessaire à la réalisation de la fonction attendue.
AlteraAltera est un fabricant de composants reprogrammables (FPGA, CPLD). Dans ce domaine, il est en concurrence avec Xilinx, Actel, Lattice ou encore Atmel (appartenant à Microchip depuis ). Altera est aussi à l'origine du processeur softcore NIOS et du bus Avalon. Le , Intel annonce le rachat d'Altera pour 16,7 milliards de dollars. Le titre est retiré le 24 décembre 2015. MAX 3000A MAX 7000 : annoncé en 1991 MAX II : annoncé 2004 MAX IIZ : annoncé le MAX V : annoncé le MAX 10 : disponible depuis 2015 Avalon est un bus informatique développé par la société Altera et destiné à l'implémentation sur du matériel programmable (FPGA).
Conception de circuits intégrésLa conception (ou le design) de circuits intégrés (ou puces électroniques) consiste à réaliser les nombreuses étapes de développement (flot de conception ou design flow) nécessaires pour concevoir correctement et sans erreurs une puce électronique. Le point d'entrée est une spécification fonctionnelle qui décrit le fonctionnement voulu de la puce, ainsi que des contraintes non fonctionnelles (surface, coût, consommation...).
Application-specific integrated circuitvignette|Un ASIC. Un ASIC (acronyme de l'anglais application-specific integrated circuit, littéralement « circuit intégré propre à une application ») est un circuit intégré spécialisé. En général, il regroupe sur la même puce un ou sur mesure. thumb|Autre exemple de puce ASIC. L'intérêt de l'intégration est de réduire les coûts de production et d'augmenter la fiabilité. Avantage pour le maître d'œuvre : un contrôle total du produit et un coût de production réduit.
High-level synthesisHigh-level synthesis (HLS), sometimes referred to as C synthesis, electronic system-level (ESL) synthesis, algorithmic synthesis, or behavioral synthesis, is an automated design process that takes an abstract behavioral specification of a digital system and finds a register-transfer level structure that realizes the given behavior. Synthesis begins with a high-level specification of the problem, where behavior is generally decoupled from low-level circuit mechanics such as clock-level timing.
