Traditionnellement, l'informatique a été classée en deux catégories : l'informatique à usage général, réalisée par un processeur à usage général (GPP), et l'informatique spécifique à une application, réalisée par un circuit intégré spécifique à une application (ASIC). En tant que compromis entre les deux caractéristiques extrêmes du GPP et de l'ASIC, l'informatique reconfigurable a combiné les avantages des deux. D'une part, l'informatique reconfigurable peut être plus performante qu'une implémentation logicielle, mais cela se paie en termes de temps de mise en œuvre. D'autre part, un dispositif reconfigurable peut être utilisé pour concevoir un système sans nécessiter le même temps de conception et la même complexité qu'une solution entièrement personnalisée, mais en étant moins performant. Le principal avantage d'un système reconfigurable est sa grande flexibilité, tandis que son principal inconvénient est l'absence d'un modèle informatique standard. Dans ce module, nous présentons une première définition de l'informatique reconfigurable, nous décrivons la logique qui la sous-tend et nous introduisons la manière dont ce domaine a été influencé par l'introduction des FPGA.

Depuis le milieu des années 1980, l'informatique reconfigurable est devenue un domaine populaire grâce aux progrès de la technologie FPGA. Un FPGA est un dispositif semi-conducteur contenant des composants logiques programmables et des interconnexions programmables, mais pas de récupération d'instructions au moment de l'exécution, c'est-à-dire que les FPGA n'ont pas de compteur de programme. Dans la plupart des FPGA, les composants logiques peuvent être programmés pour reproduire la fonctionnalité des portes logiques de base ou des propriétés intellectuelles (IP) fonctionnelles. Les FPGA comprennent également des éléments de mémoire composés de simples bascules ou de blocs de mémoire plus complexes. Ainsi, les FPGA ont rendu possible l'exécution et la configuration dynamiques du matériel et du logiciel sur une seule puce. Ce module fournit une description détaillée des technologies FPGA, depuis une description générale jusqu'à la discussion sur les détails de configuration de bas niveau de ces dispositifs, en passant par la composition du flux binaire et la description des registres de configuration.

Les outils de conception FPGA doivent fournir un environnement de conception basé sur des concepts et des composants numériques (portes, bascules, MUX, etc.). Ils doivent cacher à l'utilisateur les complexités du placement, du routage et de la génération de flux binaires. Ce module n'aborde pas ces étapes en détail, un cours entier sera nécessaire pour cela, mais il est important d'avoir au moins une idée de ce qui se passe derrière la scène pour mieux comprendre la complexité des processus réalisés par les outils que vous allez utiliser. Dans ce contexte, ce module vous guide à travers un exemple simple, qui abstrait la complexité du FPGA sous-jacent, en commençant par la description du circuit que vous souhaitez implémenter jusqu'au flux binaire utilisé pour configurer le FPGA.