Что такое FPGA?
FPGA - это аппаратно реконфигурируемая архитектура. Его полное английское название — Field Programmable Gate Array.
FPGA - это чип, который можно запрограммировать на изменение его внутренней структуры. FPGA уже много лет используется в качестве малообъемной замены специализированных чипов (ASIC), а также широко развертывается в центрах обработки данных крупных компаний для одновременного обеспечения мощной вычислительной мощности. и достаточно гибкости.
Технология программируемых FPGA была изобретена СиКомпания linx в США в начале 1980-х годов.
FPGA уже много лет монополизирована четырьмя гигантами Xilinx, Altera, Lattice и Microsemi. Среди них Xilinx является ведущим мировым поставщиком комплексных программируемых логических решений. Xilinx разрабатывает, производит и продает широкий спектр передовых интегральных схем, инструментов разработки программного обеспечения и IP-ядер в качестве предопределенных функций системного уровня.
сценарии применения FPGAFPGA -
это небольшая область в индустрии крупных интегральных схем. С помощью 5G, автономного вождения и искусственного интеллекта спрос на FPGA по-прежнему растет, а пространство будущего по-прежнему огромно.
1. Коммуникационное поле
Сфера коммуникации требует Высокоскоростной метод обработки протокола связи. С другой стороны, протокол связи модифицируется в любое время, и он не подходит для превращения в специальный чип, поэтому FPGA с гибкими функциями стала первым выбором.
2. Поле алгоритма
FPGA очень способна обрабатывать сложные сигналы и может обрабатывать многомерные сигналы.3. Встроенное поле
Используйте FPGA для создания встроенной низкоуровневой среды, а затем напишите на ней встроенное программное обеспечение, транзакционные операции более сложны, а операции на FPGA меньше.4. В полеf мониторинг
безопасности В настоящее время процессору сложно выполнять многоканальную обработку и только обнаружение и анализ, но это может быть легко решено после добавления FPGA, особенно в области графических алгоритмов, он имеет уникальные преимущества.
5. В области промышленной автоматизации
FPGA может обеспечить многоканальное управление двигателем. В настоящее время энергопотребление двигателей составляет основную часть мирового потребления энергии. В соответствии с тенденцией энергосбережения и защиты окружающей среды в будущем будут использоваться различные типы двигателей с прецизионным управлением, и одна FPGA может управлять большим количеством двигателей.
Наиболее важной концепцией FPGA является IP-ядро.
Ядро IP (интеллектуальная собственность) — это общий термин для ядер интегральных схем с ядрами интеллектуальной собственности. Это макромодуль со специфическими функциями, который неоднократно проверялся. Он не имеет ничего общего с процессом производства чипов и может быть пересажен в различные полупроводниковые процессы.
Например, Xilinx разработала ядро UDP, ядро PCIE xDMA и ядро UART на основе FPGA. Нам нужно только добавить чужие ядра в наш проект, а это значит, что наша доска уже поддерживает эту функцию.
Для программного обеспечения для разработки FPGA, чем богаче IP-ядра, которые оно предоставляет, тем удобнее дизайн пользователя и тем выше его рыночная занятость.
FPGA и 'печатная плата' отличаются. FPGA может быть перепрограммирована, что эквивалентно печатной плате, которую можно перемонтировать.
Почему эффективность FPGA такая высокая?
И CPU, и GPU принадлежат структуре фон Неймана, с декодированием и выполнением инструкций и общей памятью. FPGA по своей сути не требуют инструкций и не имеют архитектур с общей памятью.
Если многие алгоритмы реализуются чистым программным обеспечением, для их выполнения требуется много инструкций. Если используются FPGA, они могут быть завершены в течение нескольких часов, что очень быстро.
