Какво е FPGA и за какво се използва?

FPGA осигуряват предимства за различни видове електронно оборудване. От навигация на самолети до медицински ултразвук и търсачки за данни, хората разчитат на FPGA за разработването и използването на технологията, която използват ежедневно.

Тази статия предоставя информация за това какво е FPGA и за какво се използва. Ако се интересувате от тези теми, ще ви хареса да прочетете тази статия.

Какво е FPGA?

FPGA е съкращение, което означава Програмируем масив на портала. Това е полупроводниково устройство на базата на матрица от конфигурируеми логически блокове (CLB), при което голяма част от електрическата функционалност в устройството може да бъде променена от инженера-конструктор.

Свързани: Научете как да програмирате Arduino дъски днес с тези команди

FPGA се дефинира от своя набор от взаимосвързани цифрови подсхеми, които изпълняват общи функции, като същевременно предлагат високи нива на гъвкавост. FPGA принадлежат към клас устройства, наричани програмируема логика (или програмируем хардуер). FPGA не прави нищо само по себе си; по-скоро е конфигуриран да бъде всяка цифрова схема, необходима. И така, как работи?

Как работи FPGA?

Разбирането как работи FPGA е лесно. Това включва зареждане на конфигурация в FPGA, която след това започва да се държи като всяка схема, която ви е необходима. Без суетене, без стрес. Неговата Конфигурация, базирана на RAM означава, че може да бъде преконфигуриран неограничен брой пъти.

Видове FPGA

Има два основни начина за класифициране на FPGA: чрез тяхното вътрешно подреждане на блокове или от техния тип технология за програмиране. FPGA попадат в една от трите категории, когато става въпрос за тяхното подреждане:

1. Симетрични масиви: Тази подредба се състои от редове и колони от свързани логически блокове, заобиколени от входно / изходни блокове.
2. Архитектура, базирана на редове: Тази подредба редува редове логически блокове и програмируеми ресурси за взаимно свързване, с входно / изходни блокове по краищата.
3. Йерархични PLD (програмируеми логически устройства): Те имат по-сложно оформление. Най-горното ниво се състои от логически блокове и взаимосвързаности. Логическите блокове съдържат логически модули, които имат комбинаторни и последователни функционални елементи.

Често срещано използване на FGPA

Има безброй приложения за FPGA, които обхващат широк спектър от области. Случаите на употреба включват:

1. Обработка на видео и изображения.
2. Военни приложения.
3. Софтуерно дефинирано радио.
4. Медицинска образна диагностика.
5. Кабелни и безжични комуникации.
6. Интеграция на множество прости програмируеми логически устройства.
7. Гласово разпознаване.
8. Криптография.
9. Цифрова обработка на сигнала.
10. ASIC прототипиране.
11. Контролери на устройства.
12. Системи за емулация на компютърен хардуер.
13. Биоинформатика.
14. Високопроизводителни изчисления.
15. Космонавтика и отбрана.
16. ASIC прототипиране.
17. Автомобилна.
18. Потребителска електроника.
19. Център за данни медицински.
20. Научни и индустриални инструменти.

Предимства от използването на FPGA

FPGA предлага много предимства пред конвенционалните изпълнения.

Разликите между FPGA и ASIC

ASIC (специфични за приложението интегрални схеми) и FPGA имат различни предложения за стойности. Това, което отличава FPGA от ASIC, е фактът, че FPGA може да се препрограмира в желано приложение или изисквания за функционалност след производството, докато ASIC се произвежда по поръчка за специфичен дизайн задачи. Тези промени в препрограмирането могат да възникнат по време на процеса на сглобяване на печатни платки (печатни платки) или дори след изпращането на оборудването до клиентите.

Въпреки че еднократно програмируеми (OTP) FPGA съществуват, доминиращите и най-често срещаните типове са базирани на RAM, което ги прави препрограмируеми, тъй като дизайнът продължава да се развива.

Освен това FPGA се продават извън рафта, за разлика от ASIC, които изискват производствени цикли, които в крайна сметка отнемат няколко месеца.

Производителност и универсалност на FPGA

FPGA предлага превъзходни нива на производителност и гъвкавост, което ги превръща в технология за хора и организации, които искат да оптимизират чиповете или да направят промени в чиповете за тяхното натоварване.

Чудесен пример за нарастващото значение на FPGAs може да се намери в областта на изкуствения интелект. Тъй като изкуственият интелект продължава да придобива значение, нараства и значението на FPGA. В определени случаи FGPA превъзхождат графичните процесори (графични процесори) при анализ на огромни количества данни за машинно обучение.

Калвин Ебун-Аму (Публикувани 40 статии)

Калвин е писател в MakeUseOf. Когато не гледа Рик и Морти или любимите си спортни отбори, Калвин пише за стартиращи компании, блокчейн, киберсигурност и други сфери на технологиите.

Още от Калвин Ебун-Аму