Ce este FPGA?
FPGA (Matrice de porți programabilă în câmp) este un cip de circuit reconfigurabil și o arhitectură hardware reconfigurabilă. Designul FPGA nu este o simplă cercetare a cipului, dar folosește în principal modul FPGA pentru a proiecta produse în alte industrii. Prin programare, Utilizatorii FPGA își pot schimba scenariul aplicației în orice moment. Poate simula diferite operații paralele ale procesorului, GPU și alt hardware. Prin interconectarea interfeței de mare viteză cu hardware-ul țintă, FPGA poate completa eficiența scăzută de funcționare a hardware-ului țintă, astfel încât să se realizeze o accelerare la nivel de sistem.
Proiectantul de sistem poate conecta blocurile logice din interiorul FPGA prin conexiuni editabile, după cum este necesar, la fel cum o placă de circuit este plasată într-un cip. Blocul logic și conexiunea unui FPGA finit pot fi schimbate în funcție de proiectant, astfel încât FPGA să poată finaliza funcțiile logice necesare.
În general vorbind, FPGA este mai lent decât ASIC (cip integrat specific aplicației), care nu poate finaliza proiectarea complexă, dar consumul de energie este mic. Dar au și multe avantaje, precum produsele finite rapide, poate fi modificat pentru a corecta erorile din program și costuri mai ieftine. Producătorii pot oferi, de asemenea, FPGA-uri ieftine, dar slab editabile. Pentru că aceste cipuri au o capacitate slabă de editare, dezvoltarea acestor modele este finalizată pe un FPGA obișnuit, și apoi designul este transferat pe un cip similar cu ASIC.
De ce să folosiți FPGA?
în zilele noastre, Legea lui Moore a procesoarelor de uz general (CPU-uri) este în anii ei crepusculari, în timp ce amploarea învățării automate și a serviciilor web crește exponențial. Oamenii folosesc hardware personalizat pentru a accelera sarcinile de calcul obișnuite, dar industria în schimbare rapidă necesită ca aceste hardware personalizate să poată fi reprogramate pentru a efectua noi tipuri de sarcini de calcul.
FPGA a fost folosit ca un înlocuitor de loturi mici pentru cip special (ASIC) de multi ani. Cu toate acestea, în ultimii ani, a fost implementat pe scară largă în centrele de date ale Microsoft, Baidu și alte companii pentru a oferi putere de calcul puternică și flexibilitate suficientă în același timp.
Atunci de ce este FPGA atât de rapid? Acest lucru se datorează foliei colegilor.
CPU și GPU aparțin structurii von Neumann, decodificarea și execuția instrucțiunilor, și memorie partajată. FPGA este o arhitectură fără instrucțiuni și memorie partajată, ceea ce face ca eficiența energetică a cipului FPGA să fie mult mai mare decât cea a procesorului și chiar a GPU-ului.
În structura lui Feng, din moment ce unitatea de execuţie (cum ar fi nucleul procesorului) poate executa orice instrucțiune, trebuie să existe o memorie de instrucțiuni, decodor, unitate aritmetică a diverselor instrucțiuni și logica de procesare a saltului de ramificație. Deoarece logica de control a fluxului de instrucțiuni este complexă, este imposibil să existe prea multe fluxuri de instrucțiuni independente. Prin urmare, GPU folosește SIMD (flux de instrucțiuni unic flux de date multiple) pentru a permite mai multor unități de execuție să prelucreze date diferite în același ritm, iar procesorul acceptă și instrucțiuni SIMD.
Funcția fiecărei unități logice a FPGA a fost determinată în timpul reprogramării (ardere), și nu sunt necesare instrucțiuni.
Dacă GPU este folosit pentru accelerare, pentru a utiliza pe deplin puterea de calcul a GPU-ului, dimensiunea lotului nu poate fi prea mică, iar întârzierea va fi de până la milisecunde. Când utilizați FPGA pentru a accelera, este necesară doar întârzierea pcle de microsecunde.
Atunci de ce întârzierea FPGA este mult mai mică decât cea a GPU-ului? Aceasta este în esență o diferență arhitecturală.
FPGA are atât paralelism de conducte, cât și paralelism de date, în timp ce GPU are aproape doar paralelism de date (adâncimea conductei este limitată).
Care sunt caracteristicile FPGA?
Să presupunem că FPGA apare ca un circuit semi-personalizat în domeniul circuitelor integrate specifice aplicației (ASIC). Nu numai că rezolvă deficiențele circuitelor personalizate, dar depășește și deficiențele numărului limitat de circuite de poartă ale dispozitivelor programabile originale.
Comparativ cu cipul ASIC, o caracteristică importantă a FPGA este caracteristica sa programabilă, adică, utilizatorii pot specifica FPGA pentru a realiza un anumit circuit digital prin program. În plus, Cipul FPGA este una dintre cele mai bune alegeri pentru sistemele cu loturi mici pentru a îmbunătăți integrarea și fiabilitatea sistemului.
Structura internă de bază a FPGA
Structura internă de bază a FPGA
Principalii producători de FPGA
1. Xilinx, platforma de dezvoltare este ISE
2. Altera, platforma de dezvoltare este Quartus II
3. Actel, platforma de dezvoltare este libera
4. Zăbrele, platforma software lattice radiant
5. Atmel
6. Xilinx, platforma software Vitis
7. Intel Altera, platforma software Quartus II
Platforma softphone, softphone 8
9. Microcip
Schema de sistem a plăcii de dezvoltare FPGA pentru a realiza motorul și electronica de control bazată pe MCU, ASIC personalizat și cablajul de sârmă voluminos a fost dezvoltat aproape de limitele sale tehnice și de aplicație, iar industria auto se confruntă cu noi provocări de design.
Designerii de electronice auto își pot îmbunătăți semnificativ capacitatea de a face față defecțiunilor multiple utilizând tehnologia FPGA cu un interval de temperatură extins. Deși mulți furnizori de componente folosesc tehnici de proiectare preventivă și metode limitate pentru a simula și a simula impactul asupra mediului, unele arhitecturi FPGA au încă avantaje inerente în rezistența la intervalul extins de temperatură.
Mediile extreme duc adesea la moduri de defecțiune legate de asamblarea și ambalarea FPGA, independent de dispozitivul în sine. Prin urmare, este foarte important să rezervi spațiu pentru specificații la toate nivelurile sistemului electronic auto. Produsele furnizate de furnizorii FPGA precum Xilinx și Actel au o gamă largă de temperatură militară, care poate defini mai bine coeficientul de dilatare termică și poate evita influența stresului termic.
UGPCB este un producător unic de ansamblu PCB. Oferim servicii de producție de PCB FPGA și servicii de asamblare de PCB FPGA
