লজিক গেট/এফপিজিএ

এফপিজিএ বা ফিল্ড প্রোগ্রামেবল গেট অ্যারে হলো এমন একটি চিপ যেটা কিনে আনার পরেও তুমি নিজে সম্পূর্ণ নতুন সার্কিট বানাতে পারো। শুধু তাই নয়, কাল যে সার্কিট বানালে আজ সেটা মুছে সম্পূর্ণ ভিন্ন সার্কিট বানাতে পারো। একই চিপে আজ ক্যামেরার ইমেজ প্রসেসর, কাল রোবটের নিয়ন্ত্রক, পরশু যোগাযোগ ব্যবস্থা।

ভূমিকা: এফপিজিএ কেন এত বিশেষ?

শূন্য জমিতে শহর বানানোর উপমা

ধরো তোমাকে একটা শূন্য জমি দেওয়া হলো। তুমি সেখানে যা খুশি বানাতে পারবে। বাড়ি, দোকান, রাস্তা, পার্ক সব তোমার ইচ্ছামতো। আবার মন পরিবর্তন হলে সব ভেঙে নতুন করে সাজাতে পারবে।

এফপিজিএ ঠিক এরকম একটা শূন্য জমি। কোটি কোটি ছোট ছোট লজিক ব্লক আছে। তুমি সফটওয়্যার দিয়ে ঠিক করো কোন ব্লক কার সাথে যুক্ত হবে। এই সাজানোর কাজটাই প্রোগ্রামিং।

তিনটি বিকল্পের তুলনা

একটি নতুন সার্কিট তৈরি করতে তোমার সামনে তিনটি পথ আছে।

প্রথম পথ হলো সাধারণ আইসি চিপ। এগুলো তৈরি কারখানায়, পরিবর্তন করার সুযোগ নেই। তবে দাম কম, গতি বেশি।

দ্বিতীয় পথ হলো কাস্টম চিপ বা অ্যাসিক। তুমি ডিজাইন দাও, কারখানায় তোমার জন্য চিপ বানায়। দাম অনেক বেশি, সময় লাগে মাসের পর মাস।

তৃতীয় পথ হলো এফপিজিএ। কিনে আনো, নিজেই প্রোগ্রাম করো। দাম মাঝামাঝি, সময় লাগে কয়েক ঘণ্টা।

তিনটি বিকল্পের তুলনা

বৈশিষ্ট্য	সাধারণ আইসি	এফপিজিএ	কাস্টম চিপ
নমনীয়তা	নেই	সম্পূর্ণ	নেই
গতি	বেশি	মাঝামাঝি	সর্বোচ্চ
দাম	কম	মাঝামাঝি	অত্যন্ত বেশি
ডিজাইন সময়	না	কয়েক ঘণ্টা	মাস থেকে বছর
পরিবর্তন	সম্ভব নয়	যেকোনো সময়	সম্ভব নয়
ব্যবহার	বাণিজ্যিক পণ্য	গবেষণা, প্রোটোটাইপ	বড় উৎপাদন

এফপিজিএর ভেতরে কী আছে?

শহরের পাড়ার উপমা

একটি বড় শহরে অনেক পাড়া থাকে। প্রতিটি পাড়ায় বাড়িঘর, দোকানপাট। পাড়াগুলোর মধ্যে রাস্তা আছে। কোনো পাড়া থেকে অন্য পাড়ায় রাস্তা দিয়ে যাওয়া যায়।

এফপিজিএও এরকম। অনেক ছোট ছোট লজিক ব্লক আছে। প্রতিটি ব্লক নিজে নিজে একটি ছোট সার্কিট। ব্লকগুলোর মধ্যে প্রোগ্রামযোগ্য সংযোগ আছে।

মূল চারটি উপাদান

এফপিজিএতে মূলত চারটি উপাদান থাকে।

প্রথমত লজিক ব্লক: এখানে আসল লজিক কাজ হয়। লুকআপ টেবিল ও ফ্লিপ-ফ্লপ দিয়ে তৈরি।

দ্বিতীয়ত সংযোগ ম্যাট্রিক্স: লজিক ব্লকগুলোকে যুক্ত করার রাস্তা। প্রোগ্রামযোগ্য সুইচ দিয়ে তৈরি।

তৃতীয়ত ইনপুট-আউটপুট ব্লক: চিপের বাইরের পিনের সাথে সংযোগ।

চতুর্থত বিশেষ ব্লক: গাণিতিক কাজের জন্য ডিএসপি ব্লক, ডেটা রাখার জন্য র‍্যাম ব্লক।

এফপিজিএর মূল উপাদান

উপাদান	কাজ	উদাহরণ সংখ্যা
লজিক ব্লক	লজিক ফাংশন তৈরি	৫০,০০০ থেকে ৩০,০০,০০০
সংযোগ ম্যাট্রিক্স	ব্লক সংযোগ	লক্ষ লক্ষ সুইচ
ইও ব্লক	বাইরের সংযোগ	১০০ থেকে ১০০০ পিন
র‍্যাম ব্লক	ডেটা সংরক্ষণ	কয়েক মেগাবিট
ডিএসপি ব্লক	গুণ ও যোগ	কয়েকশো থেকে কয়েক হাজার

লুকআপ টেবিল: এফপিজিএর হৃদয়

মুখস্থ বইয়ের উপমা

পরীক্ষায় গণনা না করে সরাসরি উত্তর দিতে পারলে কত ভালো হতো। মুখস্থ বইয়ে সব প্রশ্নের উত্তর লেখা থাকলে পরীক্ষায় বই খুলে সরাসরি উত্তর দেওয়া যেত।

লুকআপ টেবিল ঠিক এই কাজ করে। সব সম্ভাব্য ইনপুটের জন্য আউটপুট আগে থেকে লেখা থাকে। ইনপুট দিলে গণনা না করে সরাসরি উত্তর পাওয়া যায়।

চার-ইনপুট লুকআপ টেবিলের কাজ

চারটি ইনপুট মানে ${\text{২}}^{\text{৪}}=\text{১৬}$টি সম্ভাব্য সমন্বয়। তাই ১৬ বিটের একটি ছোট স্মৃতিতে সব আউটপুট রাখা যায়।

ইনপুট চারটি বিট মিলে একটি ৪-বিট ঠিকানা তৈরি করে। সেই ঠিকানায় গিয়ে স্মৃতি থেকে ১ বিট আউটপুট পড়া হয়।

চার-ইনপুট লুকআপ টেবিলে এক্স-অর ফাংশন

$A$	$B$	$C$	$D$	$A\oplus B\oplus C\oplus D$	স্মৃতির ঘর
$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{০}$	ঘর ০
$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{১}$	$\text{১}$	ঘর ১
$\text{০}$	$\text{০}$	$\text{১}$	$\text{০}$	$\text{১}$	ঘর ২
$\text{১}$	$\text{১}$	$\text{১}$	$\text{১}$	$\text{০}$	ঘর ১৫

একই লুকআপ টেবিলে ভিন্ন মান রাখলে সম্পূর্ণ ভিন্ন ফাংশন হয়। এটাই প্রোগ্রামযোগ্যতার রহস্য।

একটি লজিক কোষের পুরো গঠন

একটি লজিক কোষে থাকে একটি চার-ইনপুট লুকআপ টেবিল, একটি ডি ফ্লিপ-ফ্লপ এবং একটি মাল্টিপ্লেক্সার।

মাল্টিপ্লেক্সার ঠিক করে আউটপুট সরাসরি লুকআপ টেবিল থেকে আসবে নাকি ফ্লিপ-ফ্লপ থেকে। সরাসরি এলে সংমিশ্রণ সার্কিট, ফ্লিপ-ফ্লপ থেকে এলে ক্রমিক সার্কিট।

প্রোগ্রামযোগ্য সংযোগ

রাস্তার জাল এবং চৌমাথার উপমা

একটি শহরে অনেক রাস্তা আছে। প্রতিটি চৌমাথায় ট্র্যাফিক সংকেত থাকে। সংকেত দিয়ে ঠিক করা হয় কোন দিক থেকে কোন দিকে যাওয়া যাবে।

এফপিজিএর সংযোগ ম্যাট্রিক্সও এরকম। তারের জালের মধ্যে অনেক সুইচ পয়েন্ট আছে। প্রোগ্রামিংয়ে নির্ধারণ করা হয় কোন সুইচ চালু থাকবে, মানে কোন তার কোন তারের সাথে যুক্ত হবে।

সংযোগ সুইচের ধরন

এফপিজিএতে বিভিন্ন ধরনের প্রোগ্রামযোগ্য সুইচ ব্যবহার হয়।

এসআরএএম সুইচ: বেশিরভাগ আধুনিক এফপিজিএতে এটাই থাকে। একটি ছোট স্মৃতির বিটের মান সুইচ চালু বা বন্ধ নির্ধারণ করে।

অ্যান্টিফিউজ সুইচ: একবার চালু করলে চিরদিনের জন্য। মহাকাশ সরঞ্জামে ব্যবহার হয়।

ফ্ল্যাশ সুইচ: বিদ্যুৎ ছাড়াও মনে থাকে।

সংযোগ সুইচের তুলনা

সুইচের ধরন	বিদ্যুৎ ছাড়া	পুনর্লিখন	ব্যবহার
এসআরএএম	থাকে না	হ্যাঁ	বাণিজ্যিক এফপিজিএ
ফ্ল্যাশ	থাকে	হ্যাঁ	এমবেডেড সিস্টেম
অ্যান্টিফিউজ	থাকে	না	মহাকাশ, সামরিক

এফপিজিএর কনফিগারেশন প্রক্রিয়া

রান্নার রেসিপি লোড করার উপমা

রান্নাঘরের সরঞ্জাম ঠিকই আছে। রেসিপি বই খুলে রেসিপি পড়লেই কী রান্না করতে হবে বোঝা যায়। রেসিপি বদলালে ভিন্ন রান্না হয়।

এফপিজিএতে বিটস্ট্রিম হলো সেই রেসিপি। বিটস্ট্রিম লোড করলে এফপিজিএ জানে কোন লুকআপ টেবিলে কী মান থাকবে, কোন সুইচ চালু থাকবে।

বিদ্যুৎ দেওয়ার পর কী হয়

বেশিরভাগ এফপিজিএতে এসআরএএম থাকে। বিদ্যুৎ দিলে এসআরএএম খালি হয়ে যায়, তাই কনফিগারেশন হারায়।

তাই বাইরের একটি ফ্ল্যাশ মেমোরিতে বিটস্ট্রিম রাখা থাকে। বিদ্যুৎ দিলে স্বয়ংক্রিয়ভাবে ফ্ল্যাশ থেকে পড়ে এফপিজিএ কনফিগার হয়।

এই প্রক্রিয়া সম্পন্ন হতে কয়েক মিলিসেকেন্ড থেকে কয়েক সেকেন্ড লাগে।

কনফিগারেশন লোডের ধাপ

ধাপ	কাজ	সময়
বিদ্যুৎ চালু	চিপ জেগে ওঠে	কয়েক মাইক্রোসেকেন্ড
ফ্ল্যাশ পড়া শুরু	বিটস্ট্রিম পড়া	কয়েক মিলিসেকেন্ড
কনফিগারেশন	সুইচ ও লুকআপ টেবিল সেট	কয়েক মিলিসেকেন্ড
কাজ শুরু	ডিজাইন চালু হয়	কনফিগারেশনের পরেই

এফপিজিএ ডিজাইনের হাতিয়ার

হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষা

এফপিজিএ প্রোগ্রাম করতে সাধারণ প্রোগ্রামিং ভাষা নয়, হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষা ব্যবহার হয়। দুটো জনপ্রিয় ভাষা হলো ভিএইচডিএল এবং ভেরিলগ।

পার্থক্য হলো সাধারণ প্রোগ্রামিং ভাষায় নির্দেশগুলো একের পর এক চলে। হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষায় সব কিছু একসাথে, সমান্তরালে চলে। কারণ হার্ডওয়্যার সত্যিই একসাথে কাজ করে।

ভেরিলগে একটি সহজ উদাহরণ

একটি দুই-ইনপুট অ্যান্ড গেট:

module and_gate(input A, B, output Y);

 assign Y = A & B;

endmodule

একটি ডি ফ্লিপ-ফ্লপ:

module d_ff(input D, clk, output reg Q);

 always @(posedge clk)
   Q <= D;

endmodule

ডিজাইন প্রবাহ

এফপিজিএ ডিজাইনের ধাপ

ধাপ	কাজ	সরঞ্জাম
বর্ণনা	ভিএইচডিএল বা ভেরিলগে লেখা	টেক্সট এডিটর
সিমুলেশন	সার্কিট ঠিক কাজ করছে কিনা পরীক্ষা	মডেলসিম, আইভেরিলগ
সংশ্লেষণ	বর্ণনা থেকে গেট নেটলিস্ট তৈরি	ভিভাডো, কোয়ার্টাস
বাস্তবায়ন	নেটলিস্ট থেকে লুকআপ টেবিল ম্যাপিং	একই সফটওয়্যার
রুটিং	কোন তার কোথায় যাবে নির্ধারণ	একই সফটওয়্যার
প্রোগ্রামিং	বিটস্ট্রিম এফপিজিএতে লোড	জেট্যাগ প্রোগ্রামার

এফপিজিএর বিশেষ ব্লক

ডিএসপি ব্লক: গণনার বিশেষজ্ঞ

শুধু লুকআপ টেবিল দিয়ে বড় সংখ্যার গুণ করা যায়, কিন্তু অনেক লজিক ব্লক লাগে এবং ধীর হয়।

তাই আধুনিক এফপিজিএতে বিশেষ ডিএসপি ব্লক থাকে। এই ব্লক সরাসরি হার্ডওয়্যারে গুণ করতে পারে।

একটি ডিএসপি ব্লকে থাকে একটি গুণক এবং একটি সঞ্চয়কারী। এই দুটো মিলে প্রতিটি ক্লক সাইকেলে একটি গুণ ও যোগ করতে পারে। নিউরাল নেটওয়ার্কে প্রতিটি নিউরনে গুণ ও যোগ করতে হয়, তাই এফপিজিএ এই কাজে খুব দক্ষ।

র‍্যাম ব্লক: তথ্যের ভান্ডার

এফপিজিএতে বিচ্ছুরিত স্মৃতি ব্লক থাকে। প্রতিটি ব্লক সাধারণত ৩৬ কিলোবিট। ব্লকগুলো সমান্তরালে কাজ করে তাই অত্যন্ত দ্রুত।

বিশেষ ব্লকের তুলনা

ব্লকের ধরন	কাজ	সুবিধা
ডিএসপি ব্লক	গুণ ও সঞ্চয়	লুকআপ টেবিলের চেয়ে ১০ গুণ দক্ষ
র‍্যাম ব্লক	তথ্য সংরক্ষণ	একই ক্লকে পড়া ও লেখা
পিএলএল	ক্লক তৈরি	নির্দিষ্ট কম্পাঙ্ক ও ফেজ নিয়ন্ত্রণ
হার্ড আইপি	বিশেষ কাজ	ইউএসবি, পিসিআইই, ইথারনেট

পিএলএল: ক্লকের কারিগর

ফেজ লকড লুপ বা পিএলএল এফপিজিএতে বিভিন্ন ক্লক সংকেত তৈরি করে। একটি ১০০ মেগাহার্টজ ক্লক থেকে ২৫, ৫০, ২০০, ৪০০ মেগাহার্টজ ক্লক বানাতে পারে।

এফপিজিএর বিখ্যাত প্রস্তুতকারক

দুটো বড় নাম

এফপিজিএ বাজারে দুটো বড় কোম্পানি আছে। একটি হলো জাইলিংক্স যেটা এখন এএমডির অংশ। আরেকটি হলো আলটেরা যেটা এখন ইন্টেলের অংশ।

দুটো কোম্পানিই বিভিন্ন শ্রেণির এফপিজিএ তৈরি করে। ছোট ও সস্তা থেকে শুরু করে বিশাল ও দামি পর্যন্ত।

জনপ্রিয় এফপিজিএ চিপ

প্রস্তুতকারক	পরিবার	লজিক কোষ	ব্যবহার
জাইলিংক্স (এএমডি)	আর্টিক্স-৭	৩৬০,০০০	শিক্ষা, প্রোটোটাইপ
জাইলিংক্স (এএমডি)	কিনটেক্স-৭	৪৮০,০০০	যোগাযোগ, চিকিৎসা
জাইলিংক্স (এএমডি)	ভার্টেক্স-৭	২,০০০,০০০	সার্ভার, কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা
ইন্টেল (আলটেরা)	সাইক্লোন-ভি	৩০১,০০০	শিক্ষা, শিল্প
ইন্টেল (আলটেরা)	স্ট্র্যাটিক্স-১০	৫,৫০০,০০০	উচ্চমানের সার্ভার
ল্যাটিস	আইসি৪০	৭,৬৮০	ছোট ডিভাইস

শিক্ষার্থীদের জন্য সুপারিশ

শুরু করতে হলে জাইলিংক্সের বাসিস-৩ বা বাসিস-৩ আর্টিক্স-৭ বোর্ড ভালো। অথবা ইন্টেলের ডি-ই১ বোর্ড।

এগুলোতে শুধু এফপিজিএ চিপ নয়, বোতাম, এলইডি, ডিসপ্লে সব থাকে। কিনে সরাসরি পরীক্ষা শুরু করা যায়।

এফপিজিএর বাস্তব প্রয়োগ

৫জি যোগাযোগ

৫জি নেটওয়ার্কের বেস স্টেশনে এফপিজিএ ব্যবহার হয়। কারণ ৫জি-র প্রযুক্তি দ্রুত পরিবর্তন হচ্ছে। নতুন মান এলে এফপিজিএ আপডেট করা যায়, নতুন চিপ লাগে না।

কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা

মাইক্রোসফটের আজুর ক্লাউডে এফপিজিএ দিয়ে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার মডেল চালানো হয়। সিপিইউর চেয়ে ১০ থেকে ৫০ গুণ দ্রুত কাজ করে।

চিকিৎসা সরঞ্জাম

এমআরআই মেশিনে প্রচুর তথ্য প্রক্রিয়া করতে হয়। এফপিজিএ সমান্তরালে প্রক্রিয়া করতে পারে বলে দ্রুত ছবি তৈরি হয়।

মহাকাশ

মহাকাশ গবেষণায় এফপিজিএ ব্যবহার হয় কারণ কক্ষপথে গিয়ে পুনর্প্রোগ্রাম করা যায়। ত্রুটি হলে পৃথিবী থেকে নতুন কনফিগারেশন পাঠানো যায়।

এফপিজিএর বাস্তব প্রয়োগ

ক্ষেত্র	কেন এফপিজিএ ব্যবহার হয়
৫জি যোগাযোগ	নতুন মান এলে আপডেট করা যায়
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা	সমান্তরাল প্রক্রিয়ায় দ্রুত গুণ ও যোগ
চিকিৎসা	দ্রুত ইমেজ প্রক্রিয়াকরণ
মহাকাশ	দূর থেকে পুনর্প্রোগ্রাম সম্ভব
গবেষণা	দ্রুত প্রোটোটাইপ, কারখানায় যাওয়ার আগে পরীক্ষা
আর্থিক লেনদেন	মাইক্রোসেকেন্ডে সিদ্ধান্ত, সিপিইউর চেয়ে দ্রুত

এফপিজিএ ও সিপিইউর তুলনা

রাঁধুনি ও রান্নার কারখানার উপমা

একজন রাঁধুনি একটার পর একটা রান্না করে। যতই দক্ষ হোক, একসাথে দুটো চুলায় রান্না করা কঠিন।

রান্নার কারখানায় হাজার হাজার কর্মী একসাথে হাজার হাজার কাজ করে। একটু বেশি সময় লাগলেও মোট কাজ অনেক বেশি হয়।

সিপিইউ হলো দক্ষ রাঁধুনি। এফপিজিএ হলো রান্নার কারখানা।

কোন কাজে কোনটা ভালো

সিপিইউ ও এফপিজিএর তুলনা

বৈশিষ্ট্য	সিপিইউ	এফপিজিএ
কাজের ধরন	ক্রমিক, এক এক করে	সমান্তরাল, একসাথে
নমনীয়তা	সফটওয়্যার বদলালে ভিন্ন কাজ	হার্ডওয়্যার বদলালে ভিন্ন কাজ
প্রোগ্রামিং	সহজ (সি, পাইথন)	কঠিন (ভেরিলগ, ভিএইচডিএল)
বিলম্ব	বেশি	কম (নির্দিষ্ট কাজে)
বিদ্যুৎ খরচ	মাঝামাঝি	কম (নির্দিষ্ট কাজে)
সেরা কাজ	জটিল অ্যালগরিদম, অপারেটিং সিস্টেম	সংকেত প্রক্রিয়াকরণ, সমান্তরাল কাজ

বিস্তারিত উদাহরণ

উদাহরণ ১: এফপিজিএতে এলইডি নিয়ন্ত্রণ

একটি বোর্ডে ৮টি এলইডি আছে। প্রতি সেকেন্ডে একটা করে বাম থেকে ডানে জ্বলবে।

প্রয়োজনীয় ব্লক:

ক্লক বিভাজক: ১০০ মেগাহার্টজ ক্লক থেকে ১ হার্টজ তৈরি। মডুলো-${\text{১০}}^{\text{৮}}$ কাউন্টার লাগবে।

রিং কাউন্টার: ৮-বিটের রিং কাউন্টার। প্রতি ১ হার্টজে পরের বিটে ১ সরে যায়।

ভেরিলগ কোডের ধারণা:

module led_shift(input clk, output reg [7:0] led);

 reg [26:0] count;  // ক্লক বিভাজক
 
 always @(posedge clk) begin
   count <= count + 1;
   if (count == 0)
     led <= {led[6:0], led[7]};  // বাম শিফট
 end
 
 initial led = 8'b00000001;  // শুরুতে প্রথম এলইডি জ্বলে

endmodule

এই সার্কিটে মাত্র কয়েকটি লুকআপ টেবিল ও ফ্লিপ-ফ্লপ লাগবে।

উদাহরণ ২: ডিএসপি ব্লক দিয়ে ফিল্টার

একটি অডিও সংকেত থেকে উচ্চ কম্পাঙ্ক সরাতে সহজ গড় ফিল্টার বানাও।

গড় ফিল্টার সূত্র:

$Y[n]=\frac{X[n]+X[n-1]+X[n-2]+X[n-3]}{\text{৪}}$

এফপিজিএতে বাস্তবায়ন:

চারটি শিফট রেজিস্টার: শেষ চারটি নমুনা সংরক্ষণ। তিনটি যোগক: চারটি নমুনা যোগ। একটি শিফট: ৪ দিয়ে ভাগ মানে দুই বিট ডানে সরানো।

ডিএসপি ব্লক ব্যবহার করলে এই পুরো কাজ প্রতি ক্লকে সম্পন্ন হয়। একটি সিপিইউতে ৪টি গুণ ও ৩টি যোগ আলাদা নির্দেশে করতে হতো।

উদাহরণ ৩: লুকআপ টেবিল ব্যবহারের হিসাব

একটি ৮-বিট পূর্ণ যোগকারীতে কতটি ৪-ইনপুট লুকআপ টেবিল লাগবে?

প্রতিটি বিটের জন্য একটি পূর্ণযোগকারী দরকার। পূর্ণযোগকারীতে তিনটি ইনপুট: $A_i,B_i,C_{in}$।

যোগফল বিট: $S_i=A_i\oplus B_i\oplus C_{in}$। তিন ইনপুট, একটি লুকআপ টেবিলেই হয়। ক্যারি বিট: $C_{out}=A_i{B}_i+C_{in}(A_i\oplus B_i)$। তিন ইনপুট, একটি লুকআপ টেবিলেই হয়।

প্রতিটি বিটে দুটি লুকআপ টেবিল। ৮-বিটে মোট:

$\text{৮}\times \text{২}=\text{১৬}$টি লুকআপ টেবিল

তবে আধুনিক এফপিজিএতে ক্যারি চেইন থাকায় শুধু যোগফলের লুকআপ টেবিল লাগে:

$\text{৮}\times \text{১}=\text{৮}$টি লুকআপ টেবিল

অনুশীলনী

১. এফপিজিএ ও সাধারণ আইসি চিপের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

উত্তর: সাধারণ আইসি চিপের কাজ কারখানায় নির্ধারিত হয়, পরে পরিবর্তন করা যায় না। এফপিজিএতে কিনে আনার পরেও প্রোগ্রামিং দিয়ে যেকোনো ডিজিটাল সার্কিট বানানো যায় এবং যেকোনো সময় বদলানো যায়।

২. লুকআপ টেবিল কীভাবে যেকোনো লজিক ফাংশন তৈরি করতে পারে?

উত্তর: $n$-ইনপুটের লুকআপ টেবিলে ${\text{২}}^n$ বিটের স্মৃতি থাকে। সব সম্ভাব্য ইনপুট সমন্বয়ের আউটপুট আগে থেকে লেখা থাকে। ইনপুটকে ঠিকানা হিসেবে ব্যবহার করে সরাসরি আউটপুট পড়া হয়। মান পাল্টালে ফাংশন পাল্টায়।

৩. কেন এসআরএএম ভিত্তিক এফপিজিএতে বাইরের ফ্ল্যাশ মেমোরি লাগে?

উত্তর: এসআরএএম উদবায়ী। বিদ্যুৎ গেলে কনফিগারেশন হারায়। তাই বিটস্ট্রিম বাইরের ফ্ল্যাশে রাখা হয়। বিদ্যুৎ দিলে এফপিজিএ স্বয়ংক্রিয়ভাবে ফ্ল্যাশ থেকে কনফিগারেশন লোড করে।

৪. কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তায় এফপিজিএ কেন সিপিইউর চেয়ে ভালো?

উত্তর: নিউরাল নেটওয়ার্কে একসাথে হাজার হাজার গুণ ও যোগ করতে হয়। সিপিইউ একটার পর একটা করে। এফপিজিএর ডিএসপি ব্লক সমান্তরালে কাজ করে তাই অনেক দ্রুত। এছাড়া নেটওয়ার্কের কাঠামো বদলালে এফপিজিএ পুনর্কনফিগার করা যায়।

৫. একটি ৪-ইনপুট লুকআপ টেবিলে সর্বোচ্চ কতটি ভিন্ন ফাংশন বাস্তবায়ন করা সম্ভব?

উত্তর: চার ইনপুটে $\text{১৬}$টি সম্ভাব্য সমন্বয়। প্রতিটির আউটপুট হয় ০ নয়তো ১। তাই মোট সম্ভাব্য ফাংশন সংখ্যা ${\text{২}}^{\text{১৬}}=\text{৬৫,৫৩৬}$টি।

৬. ডিএসপি ব্লক কোন কাজে লুকআপ টেবিলের চেয়ে ভালো?

উত্তর: বড় সংখ্যার গুণ ও সঞ্চয়ের কাজে। লুকআপ টেবিলে ১৮×১৮ বিটের গুণ করতে অনেক লুকআপ টেবিল ও ক্লক লাগে। ডিএসপি ব্লক এক ক্লকেই করতে পারে। তাই সংকেত প্রক্রিয়াকরণ ও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তায় ডিএসপি ব্লক ব্যবহার হয়।

৭. হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষা সাধারণ প্রোগ্রামিং ভাষার চেয়ে কীভাবে আলাদা?

উত্তর: সাধারণ প্রোগ্রামিং ভাষায় নির্দেশগুলো একের পর এক চলে। হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষায় সব কিছু একসাথে সমান্তরালে চলে, কারণ বাস্তব হার্ডওয়্যারে সব গেট একসাথে কাজ করে। হার্ডওয়্যার বর্ণনা ভাষা সময়ের ধারণাও প্রকাশ করে, ক্লক ও বিলম্ব নির্দিষ্ট করা যায়।

[[টেমপ্লেট:BOOKCATEGORY]]