FPGA iš esmės yra programuojami lustai, pritaikyti visų tipų specializuotiems kompiuteriams.
FPGA teikia naudos įvairių tipų elektroninei įrangai. Nuo orlaivių navigacijos iki medicininių ultragarsų ir duomenų paieškos sistemų, žmonės remiasi FPGA kurdami ir naudodami kasdien naudojamą technologiją.
Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie tai, kas yra FPGA ir kam ji naudojama. Jei jus domina šios temos, jums patiks skaityti šį straipsnį.
Kas yra FPGA?
FPGA yra akronimas, kuris reiškia Lauke programuojamas vartų masyvas. Tai yra puslaidininkinis įtaisas pagrįstas konfigūruojamų loginių blokų (CLB) matrica, pagal kurią projektavimo inžinierius gali pakeisti didžiąją daugumą prietaiso viduje esančių elektrinių funkcijų.
Susijęs: Sužinokite, kaip šiandien programuoti „Arduino“ lentas naudojant šias komandas
FPGA apibrėžiama sujungtų skaitmeninių posistemių masyvu, kurie įgyvendina bendras funkcijas ir kartu siūlo aukštą lankstumą. FPGA priklauso prietaisų klasei, vadinama programuojama logika (arba programuojama aparatine įranga). FPGA pati nieko nedaro; jis sukonfigūruotas kaip bet kokia reikalinga skaitmeninė grandinė. Taigi, kaip tai veikia?
Kaip veikia FPGA?
Suprasti, kaip veikia FPGA, yra nesudėtinga. Tai apima konfigūracijos įkėlimą į FPGA, kuri tada ima elgtis kaip bet kuri reikalinga grandinė. Jokio šurmulio, jokio streso. Jo RAM pagrindu veikianti konfigūracija reiškia, kad jis gali būti pertvarkytas neribotą skaičių kartų.
FPGA tipai
Yra du pagrindiniai FPGA klasifikavimo būdai: pagal jų vidinį blokų išdėstymą arba pagal jų programavimo technologijos tipą. FPGA skirstomi į vieną iš trijų kategorijų, kai kalbama apie jų išdėstymą:
- Simetriški masyvai: Šis išdėstymas susideda iš sujungtų loginių blokų eilučių ir stulpelių, apsuptų įvesties / išvesties blokais.
- Eilutėmis pagrįsta architektūra: šis išdėstymas kaitalioja loginių blokų ir programuojamų sujungtų išteklių eilutes su įvesties / išvesties blokais išilgai kraštų.
- Hierarchiniai PLD (programuojami loginiai įrenginiai): jų išdėstymas yra sudėtingesnis. Aukščiausią lygį sudaro loginiai blokai ir sujungimai. Loginiuose blokuose yra loginiai moduliai, turintys kombinatorinius ir nuoseklius funkcinius elementus.
Dažniausiai naudojami FGPA
Yra daugybė FPGA naudojimo būdų, kurie apima daugybę sričių. Naudojimo atvejai apima:
- Vaizdo ir vaizdo apdorojimas.
- Karinės programos.
- Programinės įrangos apibrėžtas radijas.
- Medicininis vaizdavimas.
- Laidinis ir belaidis ryšys.
- Kelių paprastų programuojamų loginių įrenginių integravimas.
- Balso atpažinimas.
- Kriptografija.
- Skaitmeninis signalo apdorojimas.
- ASIC prototipų kūrimas.
- Įrenginių valdikliai.
- Kompiuterinės aparatinės įrangos imitavimo sistemos.
- Bioinformatika.
- Didelio našumo skaičiavimas.
- Aviacija ir gynyba.
- ASIC prototipų kūrimas.
- Automobiliai.
- Vartotojų elektronikos transliacija.
- Duomenų centras medicinos.
- Moksliniai ir pramoniniai prietaisai.
FPGA naudojimo pranašumai
FPGA siūlo daug pranašumų, palyginti su įprastais diegimais.
| Privalumai | Išsami informacija |
|---|---|
| Integracija | Kuo daugiau funkcijų šiandienos FPGA (įskaitant procesorius be maitinimo, imtuvo I / O 28 Gbps ar didesnį, RAM blokus, DSP variklius), tuo mažiau plokščių yra įrenginių. Tai padidina patikimumą, nes sumažėja įrenginių gedimų skaičius. |
| Lankstumas | FPGA funkcionalumas gali keistis kiekvieną kartą įjungus įrenginį. Tai reiškia, kad jei dizaino inžinierius nori ką nors pakeisti, jis gali tiesiog atsisiųsti naują konfigūracijos failą į įrenginį ir išbandyti pakeitimą. |
| Pagreitis | FPGA į rinką atnešami greičiau, nes jie parduodami „ne lentynoje“. Dėl FPGA lankstumo originalios įrangos gamintojai gali pristatyti sistemas, kai tik įrodo, kad jų konstrukcija veikia ir yra patikrinta. |
| Ilgalaikis prieinamumas | FPGA naudojimas suteikia jums nepriklausomybę nuo komponentų gamintojų, nes funkcionalumas yra ne pačiame modulyje, o jo konfigūracijoje. Šis programavimas gali būti atliekamas taip, kad nereikėtų koreguoti skirtingų FPGA |
Skirtumai tarp FPGA ir ASIC
ASIC („Application Specific Integrated Circuits“) ir FPGA vertės pasiūlymai skiriasi. FPGA nuo ASIC skiria tai, kad FPGA galima perprogramuoti norimai programai arba funkcionalumo reikalavimai po pagaminimo, o ASIC gaminamas pagal užsakymą pagal konkretų dizainą užduotys. Šie perprogramavimo pakeitimai gali įvykti PCB (Printed Circuit Board) surinkimo proceso metu arba net po to, kai įranga yra išsiųsta klientams.
Nors egzistuoja vienkartiniai programuojami (OTP) FPGA, dominuojantys ir dažniausiai pasitaikantys tipai yra pagrįsti RAM, todėl juos galima perprogramuoti, nes dizainas toliau tobulėja.
Be to, FPGA yra parduodami ne vietoje, skirtingai nei ASIC, kuriems reikalingi gamybos ciklai, kurie užtruks kelis mėnesius.
FPGA našumas ir universalumas
„FPGA“ siūlo aukščiausio lygio našumą ir universalumą, todėl žmonėms ir organizacijoms, norintiems optimizuoti lustus ar keisti lustus, reikia pereiti prie jų darbo krūvio.
Puikus didėjančios FPGA reikšmės pavyzdys gali būti dirbtinio intelekto srityje. Dirbtinis intelektas ir toliau tampa vis aktualesnis, todėl auga ir FPGA svarba. Tam tikrais atvejais Analizuodami didžiulius mašininio mokymosi duomenis, FGPA lenkia GPU (grafinio apdorojimo vienetus).
Jums reikia specializuotos techninės įrangos, kad galėtumėte išgauti Bitcoin. Įveskite ASIC.
Skaitykite toliau
- Paaiškinta technologija
- Aparatinė įranga
Calvinas yra „MakeUseOf“ rašytojas. Kai jis nežiūri Ricko ir Morty ar jo mėgstamų sporto komandų, Calvinas rašo apie startuolius, „blockchain“, kibernetinį saugumą ir kitas technologijų sritis.
Užsiprenumeruokite mūsų naujienlaiškį
Prisijunkite prie mūsų naujienlaiškio, kuriame rasite techninių patarimų, apžvalgų, nemokamų el. Knygų ir išskirtinių pasiūlymų!
Norėdami užsiprenumeruoti, spustelėkite čia