Что Такое Field Programmable Gate Array?

Как правило, кастомизация схем включает в себя выбор и организацию наборов шлюзов, переключателей и каналов маршрутизации. Программирование же меняется в зависимости от требований и амбиций. Но оно может быть настолько простым как единственный логический вентиль, так и более сложным, вроде нескольких действий.

Так как программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) программируема, то позволяет пользователям использовать одни и те же компоненты устройства для нескольких различных применений. Это позволяет устройствам использоваться для развития новых идей по низкой изначальной стоимости.

Для создания уникальной функциональности аппаратного устройства, созданного под их требования, пользователи программируют их вручную с помощью языков программирования, вроде Verilog или VHDL. Важно отметить, что FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица) не является новой технологией, а скорее старой технологией, которую применяют и используют на протяжении уже более 40 лет.

Настройка FPGA может проходить удалённо, обычно после установки устройства в финальное приложение.

Кроме того, FPGA могут быть настроены для проведения полностью отличающихся функций. У пользователей есть возможность использовать определённую платформу для одной задачи сегодня и делать что-то совсем другое на следующий день, избегая полной разборки.

Изначально для большинства бизнес проектов FPGA были слишком дорогими. Однако технологические улучшения сделали их более доступными для многих предприятий, что стало подогревать интерес инвесторов и разработчиков.

FPGA можно связать с программируемыми логическими устройствами, которые совмещают программную свободу с аппаратной производительностью интегральной схемы специального назначения или ASIC. В результате получаются невероятно производительные чипы, которые могут быть настроены для выполнения определённых задач.

Высокопроизводительные вычисления являются основными причинами использования FPGA в банковской, аэрокосмической, военной сфере и телекоммуникациях. Техника также используется в майнинге Биткоина и других криптовалют.

FPGA применяются для различных действий, начиная от криптовалютного майнинга и заканчивая анализом аудио. Они более адаптированы, чем интегральные схемы специального назначения (ASIC), чьи чипы разработаны только для определённой функции и не могут использоваться повторно.

Основным преимуществом FPGA над ЦПУ является возможность быть более экономным в плане потребления энергии, размера и производительности. С увеличением количества вычислений, растёт и важность каждого из этих аспектов.

Использование FPGA значительно более адаптируемо, чем внедрение ASIC, что позволяет пользователям изменить аппаратную составляющую, без необходимости переписывать управляющее ей программное обеспечение.

Кроме того, современные FPGA имеют больше логических шлюзов и блоков RAM для выполнения сложных цифровых вычислений.