Tìm hiểu lập trình epga trên công cụ Quaztus Lưu Thị Phương Thảo

Hiện nay, hệ thống nhúng ngày càng phát triển, ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của cuộc sống, từ những đồ dùng đơn giản gần gũi với con người như điện thoại, vô tuyến, tủ lạnh, máy giặt…hay những thiết bị cơ giới như xe hơi, máy bay, tàu hỏa cho đến những ứng dụng phức tạp như các hệ thống vệ tinh, hàng không vũ trụ…

Để để đạt được những thành tựu như thế, ngay từ khi lần đầu xuất hiện vào năm 1960 đến nay, lập trình nhúng đã trải qua cả một giai đoạn phát triển dài về công nghệ từ những ứng dụng đầu tiên sử dụng bóng bán dẫn cho tới kỹ thuật mạch tích hợp làm nâng cao tốc độ chip xử lý lên nhiều lần đồng thời giúp người thiết kế thực hiện được nhiều tính năng logic và các sản phẩm tạo ra có độ chính xác cao mà công nghệ trước đó khó có thể đạt được.

Trong giai đoạn đầu của công nghệ vi mạch, người ta đã sử dụng các thiết bị logic lập trình được PLD (programmable logic device) để xây dựng các hệ thống mạch số có thể tái cấu hình được thay vì sử dụng các chức năng logic cố định, một trong những thiết bị PLD đầu tiên ký hiệu là là XC157 được Motorola đưa ra vào năm 1969 nhưng số lượng cổng logic rất ít nên chức năng cấu hình của chúng rất hạn chế. Vào đầu những năm 1980, công nghệ chế tạo mạch tích hợp chuyên dụng ASIC bùng nổ, hiệu xuất hoạt động của các thiết bị sử dụng các con chip ASIC là rất lớn, do đó số lượng các sản phẩm tạo ra từ ASIC rất nhiều đem lại những lợi nhuận lớn trong công nghệ lập trình nhúng khi đó. Nhưng bên cạnh đó, các thiết kế sử dụng ASIC cũng mang lại nhiều rủi ro. Số lượng các cổng logic logic trên một con chip ASIC là rất nghèo nàn nên có thể nói ASIC không phải là một thiết bị logic lập trình được. Khi đó, để chế tạo ra một con chip sử dụng công nghệ ASIC, người ta chỉ có thể thực hiện các giai đoạn thiết kế bằng những ngôn ngữ mô tả phần cứng rồi mô phỏng, tổng hợp, định thời cho toàn bộ thiết kế bằng phần mềm mô phỏng, còn việc nạp và kiểm tra thiết kế sang thiết phải thực hiện hoàn toàn trên môi trường thực, khi đó nếu thiết kế bị sai không như mong muốn thì coi như toàn bị con chip đó không thể dùng được nữa và công việc thiết kế lại phải bắt đầu lại từ đầu. Điều này không những gây nhiều rủi ro, khó khăn về kinh tế mà còn gây nhiều trở ngại trong lĩnh vực nghiên cứu. Khi đó, FPGA là một trong những giải pháp khắc phục những vấn đề mà ASIC hay những thiết bị logic cố định không thể đạt được.