FPGA là gì? FPGA được sử dụng để làm gì?

FPGA mang lại lợi ích cho nhiều loại thiết bị điện tử khác nhau. Từ điều hướng máy bay đến siêu âm y tế đến các công cụ tìm kiếm dữ liệu, mọi người dựa vào FPGA để phát triển và vận hành công nghệ mà họ sử dụng hàng ngày.

Bài viết này sẽ giải thích FPGA là gì và nó được sử dụng để làm gì. Tìm hiểu dưới đây!

FPGA là gì?

FPGA là từ viết tắt của Field Programmable Gate Array. Nó là một thiết bị bán dẫn dựa trên ma trận khối logic có thể định cấu hình (CLB), trong đó hầu hết các chức năng điện trong thiết bị có thể được thay đổi bởi kỹ sư thiết kế.

Bạn đang xem: FPGA là gì? FPGA dùng để làm gì?

FPGA được xác định bởi một tập hợp các mạch con kỹ thuật số được kết nối với nhau, thực hiện các chức năng chung mang lại mức độ linh hoạt cao. FPGA thuộc về một loại thiết bị được gọi là logic lập trình được (hoặc phần cứng lập trình được). FPGA không tự làm gì cả; thay vào đó, nó có thể được cấu hình để trở thành bất kỳ mạch kỹ thuật số nào được yêu cầu. Vậy FPGA hoạt động như thế nào?

FPGA hoạt động như thế nào?

Cách thức hoạt động của FPGA rất đơn giản. Một cấu hình được tải vào FPGA, sau đó nó sẽ bắt đầu hoạt động giống như bất kỳ mạch nào bạn yêu cầu. Cấu hình dựa trên RAM của FPGA có nghĩa là nó có thể được cấu hình lại không giới hạn số lần.

Các loại FPGA

Có hai cách chính để phân loại FPGA: Theo cách sắp xếp bên trong các khối hoặc theo loại công nghệ lập trình. Khi được liệt kê, FPGA thuộc một trong ba loại:

Đầu tiên. mảng đối xứng: Sự sắp xếp này bao gồm các hàng và cột của các khối logic liên kết với nhau, được bao quanh bởi các khối đầu vào/đầu ra.

2. Kiến trúc dựa trên hàng: Sự sắp xếp này xen kẽ các hàng khối logic có thể lập trình và nguồn liên kết, với các khối I/O dọc theo các cạnh.

3. PLD phân cấp (Thiết bị logic có thể lập trình): Các thiết bị này có bố cục phức tạp hơn. Cấp cao nhất bao gồm các khối hợp lý và được kết nối với nhau. Các khối logic chứa các mô-đun logic, có các thành phần chức năng tổ hợp và tuần tự.

Việc sử dụng phổ biến FGPA

Có vô số ứng dụng với FPGA trong nhiều lĩnh vực. Các trường hợp sử dụng FGPA phổ biến bao gồm:

1. Xử lý video và hình ảnh.
2. Ứng dụng quân sự.
3. Radio được xác định bởi phần mềm.
4. Tạo hình ảnh y tế.
5. Truyền thông có dây và không dây.
6. Tích hợp nhiều thiết bị logic lập trình đơn giản.
7. Nhận diện giọng nói.
8. Mật khẩu.
9. Xử lý tín hiệu số.
10. Tạo mẫu ASIC.
11. Bộ điều khiển thiết bị.
12. Hệ thống giả lập phần cứng máy tính.
13. tin sinh học.
14. Tính toán hiệu năng cao.
15. Hàng không vũ trụ và Quốc phòng.
16. Tạo mẫu ASIC.
17. Xe hơi.
18. Truyền tải điện tử tiêu dùng.
19. Trung tâm dữ liệu y tế.
20. Dụng cụ khoa học và công nghiệp.

Lợi ích của việc sử dụng FPGA

FPGA mang lại nhiều lợi thế so với việc triển khai thông thường.

lợi ích	CHI TIẾT
hội nhập	Càng nhiều chức năng trong các FPGA ngày nay (bao gồm bộ xử lý trên chip, bộ phát I/O 28 Gbps trở lên, khối RAM, công cụ DSP) thì phần cứng trên bo mạch càng ít. Điều này làm tăng độ tin cậy khi số lần hỏng hóc do lỗi thiết bị giảm xuống.
Linh hoạt	Chức năng của FPGA có thể thay đổi sau mỗi lần khởi động thiết bị. Điều này có nghĩa là nếu một kỹ sư thiết kế muốn thực hiện thay đổi, họ chỉ cần tải tệp cấu hình mới lên thiết bị và thực hiện thay đổi.
sự tăng tốc	FPGA có thể được đưa ra thị trường một cách nhanh chóng. Do tính linh hoạt của FPGA, OEM có thể vận chuyển hệ thống ngay khi thiết kế được chứng minh là hoạt động và thử nghiệm.
Sẵn có lâu dài	Việc sử dụng FPGA mang lại cho bạn sự độc lập với các nhà sản xuất linh kiện, bởi vì chức năng không nằm trong bản thân mô-đun mà nằm trong cấu hình của nó. Khả năng lập trình này có thể được triển khai theo cách không yêu cầu bất kỳ điều chỉnh nào trên các FPGA khác nhau.

Đăng bởi: Cakhia TV

Danh mục: Tổng hợp

Bản quyền bài viết thuộc trường Cakhia TV. Mọi sao chép đều là gian lận!

Tác giả: – Trường Lê Hồng Phong

Nguồn: /fpga-la-gi-fpga-duoc-su-dung-de-lam-gi/