ФПГА су у основи програмабилни чипови, са апликацијама у свим врстама специјализованог рачунарства.
ФПГА пружају користи различитим врстама електронске опреме. Од навигације ваздухоплова до медицинских ултразвука и претраживача података, људи се ослањају на ФПГА за развој и употребу технологије коју свакодневно користе.
Овај чланак пружа информације о томе шта је ФПГА и за шта се користи. Ако су заинтересоване за ове теме, уживаћете у читању овог чланка.
Шта је ФПГА?
ФПГА је скраћеница која стоји за Поље програмабилни низ врата. То је полупроводнички уређај заснован на матрици конфигурабилних логичких блокова (ЦЛБ), при чему инжењер дизајна може променити велику већину електричне функционалности унутар уређаја.
Повезан: Научите како да програмирате Ардуино плоче данас са овим командама
ФПГА је дефинисан низом међусобно повезаних дигиталних поткругова који имплементирају заједничке функције, а истовремено нуде висок ниво флексибилности. ФПГА припадају класи уређаја који се називају програмабилном логиком (или програмабилним хардвером). ФПГА ништа не ради сам; него је конфигурисан да буде било који потребан дигитални круг. Па, како то функционише?
Како функционише ФПГА?
Разумевање начина рада ФПГА је једноставно. Укључује учитавање конфигурације у ФПГА која се тада почиње понашати као било који круг који вам је потребан. Нема фрке, нема стреса. Његово Конфигурација заснована на РАМ-у значи да се може преконфигурисати неограничено много пута.
Врсте ФПГА
Постоје два главна начина класификације ФПГА-а: њиховим унутрашњим распоредом блокова или њиховом врстом програмске технологије. ФПГА спадају у једну од три категорије када је у питању њихов аранжман:
- Симетрични низови: Овај распоред чине редови и колоне повезаних логичких блокова, окружени улазно / излазним блоковима.
- Архитектура заснована на редовима: Овај распоред мења редове логичких блокова и програмабилне ресурсе међусобног повезивања са улазно / излазним блоковима дуж ивица.
- Хијерархијски ПЛД-ови (програмабилни логички уређаји): Они имају сложенији распоред. Највиши ниво чине логички блокови и међусобне везе. Логички блокови садрже логичке модуле, који имају комбинаторне и секвенцијалне функционалне елементе.
Уобичајена употреба ФГПА
Постоји безброј употреба ФПГА које покривају широк спектар подручја. Случајеви употребе укључују:
- Обрада видео записа и слика.
- Војне примене.
- Софтверски дефинисан радио.
- Медицинско снимање.
- Жичне и бежичне комуникације.
- Интеграција више једноставних програмабилних логичких уређаја.
- Препознавање гласа.
- Криптографија.
- Дигитална обрада сигнала.
- АСИЦ прототипирање.
- Контролери уређаја.
- Системи за емулацију рачунарског хардвера.
- Биоинформатика.
- Рачунарство високих перформанси.
- Ваздухопловство и одбрана.
- АСИЦ прототипирање.
- Аутомотиве.
- Емисија потрошачке електронике.
- Дата центар медицински.
- Научни и индустријски инструменти.
Предности употребе ФПГА
ФПГА нуди многе предности у односу на конвенционалне примене.
| Предности | Детаљи |
|---|---|
| Интеграција | Што је више функција унутар ФПГА-а данашњице (који укључују уграђене процесоре, И / О примопредајника брзине 28 Гбпс или више, РАМ блокове, ДСП моторе), то је мање уређаја на плочици. Ово повећава поузданост смањењем броја кварова на уређају. |
| Флексибилност | Функционалност ФПГА може се променити при сваком укључивању уређаја. То значи да ако инжењер дизајна жели да изврши промену, може једноставно да преузме нову конфигурациону датотеку у уређај и испроба промену. |
| Убрзање | ФПГА се на тржиште доводе брже јер се продају „с полица“. Због флексибилности ФПГА, произвођачи оригиналне опреме могу испоручити системе чим се покаже да дизајн делује и тестиран. |
| Дугорочна доступност | Коришћење ФПГА-а даје вам независност од произвођача компонената, јер функционалност није у самом модулу већ у његовој конфигурацији. Ово програмирање се може извести на начин који не захтева никаква подешавања на различитим ФПГА |
Разлике између ФПГА и АСИЦ
АСИЦ (интегрисани кругови специфични за апликацију) и ФПГА имају различите предлоге вредности. Оно што ФПГА разликује од АСИЦ-а је чињеница да се ФПГА може репрограмирати у жељену апликацију или захтеви за функционалношћу након производње, док се АСИЦ израђује по мери за одређени дизајн задаци. Ове промене репрограмирања могу се десити током процеса склапања ПЦБ (штампане плоче) или чак и након што је опрема испоручена купцима.
Иако једнократни програмибилни (ОТП) ФПГА постоје, доминантни и најчешћи типови су засновани на РАМ-у, што их чини репрограмибилним како дизајн и даље еволуира.
Штавише, ФПГА се продају са полице, за разлику од АСИЦ-а који захтевају производне циклусе који на крају потрају неколико месеци.
Перформансе и свестраност ФПГА
ФПГА нуди врхунске нивое перформанси и свестраност што их чини технологијом за људе и организације који желе да оптимизирају чипове или изврше промене на чиповима у складу са својим радним оптерећењем.
Одличан пример све већег значаја ФПГА могу се наћи у пољу вештачке интелигенције. Како вештачка интелигенција наставља да добија на значају, тако расте и значај ФПГА. У одређеним случајевима, ФГПА надмашују ГПУ (јединице за графичку обраду) у анализирању огромних количина података за машинско учење.
За копање биткоина потребан вам је специјализовани хардвер. Уђите у АСИЦ.
Прочитајте следеће
- Објашњена технологија
- Хардвер
Цалвин је писац у МакеУсеОф-у. Када не гледа Рицка и Мортија или његове омиљене спортске тимове, Цалвин пише о стартуп-овима, блоцкцхаину, цибер-сигурности и другим областима технологије.
Претплатите се на наш билтен
Придружите се нашем билтену за техничке савете, прегледе, бесплатне е-књиге и ексклузивне понуде!
Кликните овде да бисте се претплатили