در این آموزش فرآیند Run، Compile و سنتز در محیط نرم‌افزارهای ISE و Vivado انجام می‌شود.

ویژگی‌های نرم‌­افزار ISE و Vivado:

• این نرم‌­افزارها در بسترهای ویندوز و لینوکس قابل استفاده هستند.
• این نرم‌­افزارها از قدرتمندترین نرم‌­افزارها در حوزه سنتز و پیاده‌­سازی FPGA در دنیا محسوب می­‌شوند.
• سایت شرکت Xilinx نسخه‌­های مختلف این نرم‌­افزارها را بصورت رایگان در اختیار کاربران قرار داده است.
• هسته­‌های پردازشی آماده متنوع، پشتیبانی از زبان‌های برنامه­‌نویسی VHDL و Verilog، امکان دسترسی و تغییر floorplan، قابلیت اضافه‌شدن برخی ابزارهای آن‌ها به نرم‌­افزار قدرتمند MATLAB و ... برخی از ویژگی‌های این نرم‌­افزارها به حساب می‌­آیند.
• امکان ایجاد بستر ارتباطی با پردازنده‌­ها در سری‌ها جدید تراشه‌­های FPGA بستری ایده‌­آل را برای طراحانی که همزمان سرعت بالای FPGAها و سادگی طراحی با پردازنده­‌ها را به صورت توامان مدنظر دارند، فراهم می‌­آورد.

فواید به کارگیری FPGA

اف پی جی ای یا آرایه و درگاه قابل برنامه ریزی نسبت به دیگر سخت افزارهای مزایا و فواید زیادی دارد که باعث شده است بسیاری از کارشناسان فنی و مهندسی به دنبال آموزش FPGA پیشرفته باشند. FPGA یک تراشه سیلیکونی و مدار مجتمع است که آرایه‌هایی با گیت‌های منطقی داشته و این آرایه‌ها براحتی قابل برنامه ریزی هستند به شکلی که بسیاری از افراد حتی افراد مبتدی نیز می‌توانند از این مدار برای ساخت لوازم الکترونیکی استفاده کنند. FPGA یک صفحه خالی است که به خودی خود کاری انجام نمی‌دهد. FPGA پس از بارگزاری در یک فایل بیتی مانند مدار دیجیتال عمل می‌کنند.

یکی از تفاوت‌های اصلی FPGA با میکرو کنترلرها این است که آنها قابل برنامه ریزی هستند در حالی که میکرو کنترلرها این قابلیت را ندارند. کاربر نه اجازه بازنویسی تنظیمات را دارد و نه قادر است مدارهای دیجیتالی ایجاد کند. برنامه ریزی میکروکنترلرها آسان است و اجتماع آنها نیز وسیع است.

میکرو کنترلرها در واقع مینی رایانه‌های سفارشی هستند که به شکل IC تولید می‌شوند این در حالی است که FPGA تنها بلوک‌های منطقی دارند که می‌توانند به‌وسیله برق سیم کشی شوند. میکروکنترلرها نسبت به FPGA انرژی کمتری مصرف می‌کنند. طبق تحقیقات انجام شده به‌کارگیری FPGA بسیار پر هزینه است و هنگام ساخت هر دستگاهی باید هزینه بیشتری نسبت به میکروکنترلرها کرد. تنظیم و برنامه ریزی FPGA نسبت یه میکروکنترلرها زمان بیشتری برده و میکروکنترلرها برای برنامه‌های ویژه براحتی طراحی و ساخته شده‌اند.

برخی از این فواید FPGA به شرح زیر است:

•  مدارهای FPGA نسبت به دیگر مدارها سرعت پردازش بالاتری دارند.
•  امکان پردازش موازی و تعریف چند هسته مختلف برای مدار
• شخصی سازی سخت افزار با توجه به کاربرد آن 
• برنامه نویسی آسان و امکان استفاده عموم علاقه مندان به طراحی مدار و سخت افزار

سازندگان اصلی FPGA در دنیا

بازار ساخت FPGA انحصارا در اختیار شرکت‌های زیلینکس و آلترا (زیر مجموعه اینتل) قرار دارد. در سال 2016 این دو شرکت تا 90 درصد تولیدات بازار را در اختیار داشتند. این دو شرکت با همکاری هم برنامه‌ها و نرم‌افزارهایی طراحی کردند تا متخصصان FPGA از آنها در توسعه برنامه‌های خود استفاده کنند.

کاربردهای برنامه FPGA

ماهیت منعطف و قابل برنامه ریزی FPGA آن را برای استفاده در زمینه‌های مختلف مناسب ساخته است. انواع کاربردهای FPGA در دوره آموزش FPGA مقدماتی به دانشجویان و علاقه مندان ارائه می‌شود. در ادامه با برخی از کاربردهای گسترده FPGA آشنا می‌شویم.

• هوافضا و صنایع دفاعی: FPGA های مقاوم در برابر تشعشع همراه با امکانات پردازش تصویر که قادرند شکل موج و پیکربندی آن را ترسیم کنند.
• نمونه سازی اولیه: مدل سازی سریع و دقیق با سیتم SOC
•  صنایع خودرو سازی: طراحی سیستم‌های کمک راننده، طراحی داخلی خودرو، طراحی قطعات سیلیکونی و IP برای خودروها
• طراحی پلتفرم‌های مخصوص سیستم‌های پخش صوتی و تصویری، در سطح بالا و حرفه‌ای. FPGA شما را با تغییرات سریع تکنولوژی سازگار کرده و چرخه عمر محصول را طولانی ترمی‌کند.
• لوازم الکترونیکی مصرفی: این فناوری راه حل‌هایی مقرون به صرفه برای طراحی لوازم الکترونیکی نسل‌های آینده را فراهم می‌کند. وسایلی مانند گوشی‌های همگرا، نمایشگرهای صفحه تخت دیجیتال، شبکه‌های خانگی و تکنولوژی‌های خانه‌های مسکونی از جمله این دستاوردها هستند.
• کاربرد وسیع در دیتا سنترها به‌دلیل برنامه پذیر بودن FPGA
• کابردهای وسیع در صنایع پزشکی، تشخیصی و ساخت دستگاه‌های پزشکی
•  پردازش تصویر، تشخیص صوت، تبدیل دیجیتال به آنالوگ و پردازش سیگنال‌های دیجیتال