Artix 7 FPGA: 메모리와 구성 요소
목차
- FPGA와 메모리의 관계
- FPGA의 논리 셀과 프로그램 가능한 인터커넥트
- FPGA의 매크로 셀과 특정 기능
- Arctic 7 FPGA의 논리 셀과 구성 요소
- 룩업 테이블을 통한 조합 및 순차 회로 구현
- 플립플롭과 매크로셀의 역할
- 캐리 로직과 하이스피드 멀티플렉서
- FPGA의 메모리 구성
- 분산 RAM과 블록 RAM
- 블록 RAM의 유형과 구성 방법
- 블록 RAM의 용량과 구성 가능성
- Artix 7 FPGA의 메모리 자원
- 매크로 셀의 종류와 크기
- 사용 가능한 총 메모리 용량
❗ FPGA와 메모리의 관계 ❗
FPGA(필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이)는 메모리와 밀접한 관계를 갖고 있습니다. FPGA에는 논리 셀과 프로그램 가능한 인터커넥트가 포함되어 있습니다. 논리 셀은 조합적 또는 순차적 회로를 구현하는 데 사용되며, 여러 개의 논리 셀을 사용하여 다양한 회로를 구성할 수 있습니다.
매크로 셀은 FPGA의 다른 구성 요소로, 특정 기능에 전용되어 있습니다. 즉, 이미 구현된 메모리 블록 등의 사전 제작된 ASIC을 포함하고 있습니다. FPGA 내의 논리 셀과 함께 사용되며, 메모리 기능을 필요한 경우 사용할 수 있습니다.
❗ Arctic 7 FPGA의 논리 셀과 구성 요소 ❗
Arctic 7 FPGA는 다양한 구성 요소를 내장하고 있습니다. 논리 셀은 룩업 테이블과 플립플롭으로 구성되어 있으며, 조합 회로와 순차 회로를 구현할 수 있습니다. 매크로 셀은 이미 구현된 ASIC으로, FPGA의 논리 셀과는 독립적으로 동작합니다.
Arctic 7 FPGA에는 블록 RAM과 하이스피드 멀티플렉서 등의 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이러한 구성 요소는 FPGA의 성능을 높이고 효율적인 활용을 가능하게 합니다. 캐리 로직은 산술 연산에 사용되는데, 외부 입력과 출력을 연결하기 위한 프로그램 가능한 스위치로 이루어져 있습니다.
❗ FPGA의 메모리 구성 ❗
FPGA는 분산 RAM과 블록 RAM을 포함한 여러 종류의 메모리를 가지고 있습니다. 분산 RAM은 논리 셀을 이용하여 구현되며, 리소스를 사용하기 위해 논리 셀과 경쟁합니다. 또한 비동기적인 특성을 가지고 있어 디자인에 제한적입니다. 이러한 이유로 분산 RAM은 이 코스에서 다루지 않습니다.
블록 RAM은 메모리 기능을 위해 사전에 구성된 매크로 셀로 구성되어 있습니다. 논리 셀과 완전히 분리되어 있으며, 클럭을 사용하여 동작합니다. 따라서 일반적으로 클럭화된 RAM으로 사용됩니다. FPGA의 대부분의 장치에서 블록 RAM은 사용 가능하지만, 구현 방식에 따라 다르게 명명될 수 있습니다.
❗ Artix 7 FPGA의 메모리 자원 ❗
Artix 7 FPGA에는 매크로 셀로 구성된 블록 RAM이 있습니다. 각 매크로 셀은 32,000비트의 데이터를 저장할 수 있는 크기를 가지고 있습니다. 이 전체적인 메모리 용량은 FPGA의 매크로 셀 개수에 따라 결정됩니다.
100T 버전의 Artix 7 FPGA에는 매크로 셀이 135개 내장되어 있으며, 각각 32 kilobits의 메모리를 저장할 수 있습니다. 따라서 총 4,320 kilobits의 메모리 용량을 사용할 수 있습니다. 이 정보는 Xilinx의 문서에서 확인할 수 있으며, FPGA 내의 메모리 리소스에 대한 자세한 내용을 참조할 수 있습니다.