FPGA-piirien konfigurointimenetelmien tutkiminen

Abstract

Kenttäohjelmoitavat porttimatriisipiirit eli FPGA-piirit vaativat käyttöjännitteen kytkeytymisen jälkeen ns. konfiguroinnin. Tämä tarkoittaa piirin toiminnan määräävän ohjelman lataamista porttimatriisipiirille jostain ulkoisesta, pysyvästä muistista. Konfiguroimiseen voidaan käyttää useita eri menetelmiä sovelluksesta riippuen. Tässä opinnäytetyössä tutkittiin Altera Cyclone- ja Altera Startix-piirien eri konfigurointimenetelmiä sekä niiden mahdollisuuksia erilaisissa sovelluksissa.

Opinnäytetyön tilaajana oli Centria tutkimus & kehitys, joka on Keski-Pohjanmaan Ammattikorkeakoulun yhteydessä toimiva tutkimus- ja kehitysyksikkö.

Aiheen teoreettisen tarkastelun lisäksi konfigurointimenetelmiä tutkittiin lisäksi Altera Cyclone FPGA-piiriin perustuvia kehitysalustoja sekä Quartus II -ohjelmistoa hyödyntäen.

Field programmable gate arrays (FPGAs) must be configured after connecting the supply voltage. This means loading the design program, which defines device functionality, into the FPGA from external and non-volatile memory. Configuration can be done by means of different configuration schemes. Suitable scheme to use depends on the application. This thesis work researched different configuration schemes of Altera Cyclone and Altera Stratix devices and possibilities to use the different schemes in the applications.

This thesis work was done for Centria Research & Development. Centria is research and development unit, which operates with Central Ostrobothnia Polytechnic.

Quartus II software and some development boards based on the Cyclone device was used to support the theoretical research.