Bài 1: FPGA cho người không chuyên.

Tôi viết một loạt các nội dung về FPGA để lưu lại và coi như là những kiến thức mà bản thân tìm hiểu về FPGA thông quan trang web: nandland.com. Những nội dung trình bày là những khái niệm cơ bản đầu tiên mà tôi nhận thấy rất quan trọng và có ý nghĩa trong quá trình mày mò học hỏi của mình. Đây là ý kiến các nhân nên có thể nội dug có nhiều thiếu sót, rất mong được sự đóng góp từ bạn đọc để những nội dung hoàn thiện và đúng.

Khi các bạn đọc được bài viết này thì chắc hẳn các bạn cũng đã từng biết về FPGA. Có thể bạn là chuyên gia về FPGA, có thể bạn chỉ mới tìm hiểu điều đó không quan trọng. Quan trọng bây giờ là tìm hiểu FPGA là gì?

FPGA là từ viết tắt của Field Programmable Gate Array. FPGA là một ma trận các phần tử kỹ thuật số (các cổng: or, xor, and, nand, not.., các bảng tra, các flip-flop) được nối với nhau bằng "dây" (dây thật nhé) mà bạn có thể thực hiện bằng cách kết nối vật lý qua ngôn ngữ mô tả phần cứng (code). Điều đặc biệt của FPGA là thực hiện được số lượng lớn các phép toán song song (cùng một lúc) khác với vi xử lý chỉ thực hiện tuần tự các phép toán. Khả năng xử lý song song này làm cho FPGA rất mạnh mẽ trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao như xử lý ảnh, viễn thông, xử lý tín hiệu kỹ thuật số và nhiều ứng dụng khác.

Để hiểu kỹ hơn về FPGA thì chúng ta dần dần tìm hiểu một số thành phần quan trọng trong nó là gì? và ứng dụng đơn giản nhất của FPGA.

• Có thể nói: Thành phần cơ bản trong FPGA là: các cổng (Gate): OR, XOR, AND, NAND, NOT, .., các bản tra LUT, flip-flop.
• Ứng dụng đơn giản nhất của FPGA cũng là: các cổng (Gate): OR, XOR, AND, NAND, NOT, .., các bản tra LUT, flip-flop.

Các thành phần này các bạn có thể ghép nối thành những IC có tính năng nhất định bằng cách viết CODE và nạp vào FPGA. Ứng dụng FPGA trong môn điện tử, kỹ thuật số, lập trình phần cứng... rất hay.

Một số ví dụ về ứng dụng FPGA:

• Xử lý ảnh;
• Nhận dạng bắt bám đối tượng;
• Ứng dụng trong các máy thu nhận và truyền dữ liệu tốc độ cao: Osiloscope, máy đo xa, xử lý hình ảnh, giao tiếp VGA,HDMI,...

ASIS (Application Specific Integrated Circuit)  cũng giống FPGA nhưng nó chỉ được lập trình và nạp vào 1 lần duy nhất, không thể lập trình lại như FPGA nhưng tốc độ nhanh và tiêu thụ ít năng lượng. Do đó, ASIS thường được các hãng lớn sản xuất trong các ứng dụng cụ thể.