Что такое программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA)

Что такое программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA)

FPGA представляет собой программируемый матричный кристалл, состоящий из блоков логических элементов, которые могут динамически соединяться между собой в заданной пользователем конфигурации. Соединяя модули FPGA коннекторами марки huber, можно достичь невероятной гибкости и производительности вычислительной системы.

Типы FPGA

FPGA делятся на два класса — устройства с энергозависимой памятью и энергонезависимой. FPGA фирмы xilinx принадлежат r энергозависимому типу. В нем все данные о соединениях логических блоков содержаться в статической памяти Это означает, что при выключении электропитания вся загруженная в микросхему схема соединений теряется и при новом запуске требуется небольшое время для загрузки её из внешнего ПЗУ. В FPGA с энергонезависимой памятью эта схема сохраняется во внутренней флеш памяти кристалла и не требует перезагрузки.

Емкость современных FPGA

Это самый важный параметр современных FPGA, он определяет, насколько сложную электронную схему можно смоделировать на данном кристалле. Обычно производители указывают количество логических элементов и ядер DSP, которые могут быть построены на кристалле. Для современных Xilinx Virtex UltraScale XCVU13P максимальная ёмкость составляет 3780000 логических элементов, возможное количество ядер DSP равно 12288, а сам кристалл выполнен по 14-ти нанометровой технологии.

Где применяются FPGA

FPGA в общем случае будут работать медленнее, чем заказные микросхемы с жёсткой логикой ASIC. Но у них есть огромное преимущество — это гибкая конфигурация и почти мгновенная загрузка новой прошивки. Процесс производства ASIC занимает минимум несколько месяцев после передачи всей документации на завод-изготовитель. А в случае обнаружения схемотехнической ошибки весь технологический процесс придется повторить с нуля. Кроме того, на FPGA можно сделать абсолютно любую схему, никак не ограничиваясь привязкой к известным структурам процессоров или других устройств. Хотя, надо заметить, что крупные производители предлагают готовые модели процессоров, DSP, интерфейсов, которые можно загрузить в FPGA. Программируемые матрицы обязательно используются при проектировании ASIC.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Пресненская набережная, 12