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Qu'est-ce que le FPGA?
FPGA (Réseau de portes programmables sur site) est une puce de circuit reconfigurable et une architecture matérielle reconfigurable. La conception d'un FPGA n'est pas une simple recherche de puces, mais utilise principalement le mode FPGA pour concevoir des produits dans d'autres industries. Grâce à la programmation, Les utilisateurs de FPGA peuvent modifier son scénario d'application à tout moment. Il peut simuler diverses opérations parallèles du CPU, GPU et autre matériel. Grâce à l'interconnexion d'interface à haut débit avec le matériel cible, FPGA peut compléter la faible efficacité de fonctionnement du matériel cible, afin de réaliser une accélération au niveau du système.
Le concepteur du système peut connecter les blocs logiques à l'intérieur du FPGA via des connexions modifiables selon les besoins., tout comme un circuit imprimé est placé dans une puce. Le bloc logique et la connexion d'un FPGA fini peuvent être modifiés selon le concepteur, afin que le FPGA puisse compléter les fonctions logiques requises.
En général, FPGA est plus lent que ASIC (puce intégrée spécifique à l'application), qui ne peut pas compléter une conception complexe, mais la consommation d'énergie est faible. Mais ils présentent aussi de nombreux avantages, comme les produits finis rapidement, peut être modifié pour corriger les erreurs du programme et à moindre coût. Les fabricants peuvent également proposer des FPGA bon marché mais peu modifiables. Parce que ces puces ont une faible capacité de modification, le développement de ces conceptions est réalisé sur un FPGA ordinaire, puis la conception est transférée sur une puce similaire à ASIC.
Pourquoi utiliser FPGA?
Aujourd'hui, Loi de Moore des processeurs à usage général (Processeurs) est dans ses années crépusculaires, alors que l'ampleur de l'apprentissage automatique et des services Web croît de façon exponentielle. Les gens utilisent du matériel personnalisé pour accélérer les tâches informatiques courantes, mais l'évolution rapide du secteur nécessite que ces matériels personnalisés puissent être reprogrammés pour effectuer de nouveaux types de tâches informatiques..
Le FPGA a été utilisé comme substitut en petits lots à une puce spéciale (ASIC) depuis de nombreuses années. Cependant, au cours des dernières années, il a été déployé à grande échelle dans les centres de données de Microsoft, Baidu et d'autres sociétés doivent fournir à la fois une puissance de calcul puissante et une flexibilité suffisante.
Alors pourquoi le FPGA est-il si rapide? Cela est dû à l'échec des pairs.
Le CPU et le GPU appartiennent à la structure von Neumann, décodage et exécution des instructions, et mémoire partagée. FPGA est une architecture sans instructions ni mémoire partagée, ce qui rend l'efficacité énergétique de la puce FPGA bien supérieure à celle du CPU et même du GPU.
Dans la structure de Feng, depuis l'unité d'exécution (comme le cœur du processeur) peut exécuter n'importe quelle instruction, il doit y avoir une mémoire d'instructions, décodeur, unité arithmétique de diverses instructions et logique de traitement de saut de branche. Parce que la logique de contrôle du flux d'instructions est complexe, il est impossible d'avoir trop de flux d'instructions indépendants. Donc, Le GPU utilise SIMD (flux d'instruction unique flux de données multiples) pour permettre à plusieurs unités d'exécution de traiter différentes données au même rythme, et le CPU prend également en charge les instructions SIMD.
La fonction de chaque unité logique du FPGA a été déterminée lors de la reprogrammation (brûlant), et aucune instruction n'est requise.
Si le GPU est utilisé pour l'accélération, afin d'utiliser pleinement la puissance de calcul du GPU, la taille du lot ne peut pas être trop petite, et le délai atteindra quelques millisecondes. Lorsque vous utilisez FPGA pour accélérer, seul un délai d'une microseconde est requis.
Alors pourquoi le retard du FPGA est-il tellement inférieur à celui du GPU? Il s'agit essentiellement d'une différence architecturale.
FPGA a à la fois le parallélisme des pipelines et le parallélisme des données, alors que le GPU n'a presque que du parallélisme de données (la profondeur du pipeline est limitée).
Quelles sont les caractéristiques du FPGA?
Disons que le FPGA apparaît comme un circuit semi-personnalisé dans le domaine des circuits intégrés spécifiques à une application. (ASIC). Cela résout non seulement les défauts des circuits personnalisés, mais pallie également les inconvénients du nombre limité de circuits de porte des dispositifs programmables d'origine.
Comparé à la puce ASIC, une caractéristique importante du FPGA est sa caractéristique programmable, c'est, les utilisateurs peuvent spécifier FPGA pour réaliser un circuit numérique spécifique via un programme. En outre, La puce FPGA est l'un des meilleurs choix pour les systèmes en petits lots afin d'améliorer l'intégration et la fiabilité du système..
Structure interne de base du FPGA
Structure interne de base du FPGA
Principaux fabricants de FPGA
1. Xilinx, la plateforme de développement est ISE
2. Altère, la plateforme de développement est Quartus II
3. Actel, la plateforme de développement est libéro
4. Treillis, plate-forme logicielle treillis radiant
5. Atmel
6. Xilinx, plateforme logicielle Vitis
7. Intel Altera, plateforme logicielle Quartus II
Plateforme de téléphonie logicielle, téléphone logiciel 8
9. Micro-puce
Le schéma système de la carte de développement FPGA pour réaliser l'électronique de moteur et de contrôle basée sur MCU, Un ASIC personnalisé et un faisceau de câbles volumineux ont été développés au plus près de ses limites techniques et d'application, et l'industrie automobile est confrontée à de nouveaux défis de conception.
Les concepteurs d'électronique automobile peuvent améliorer considérablement leur capacité à gérer plusieurs défauts en utilisant la technologie FPGA avec une plage de température étendue.. Bien que de nombreux fournisseurs de composants utilisent des techniques de conception préventive et des méthodes limitées pour simuler et simuler l'impact environnemental, certaines architectures FPGA présentent encore des avantages inhérents pour résister à une plage de température étendue.
Les environnements extrêmes conduisent souvent à des modes de défaillance liés à l'assemblage et au conditionnement des FPGA, indépendant de l'appareil lui-même. Donc, il est très important de réserver un espace de spécification à tous les niveaux du système électronique automobile. Les produits fournis par les fournisseurs de FPGA tels que Xilinx et Actel ont une large plage de températures militaires, ce qui permet de mieux définir le coefficient de dilatation thermique et d'éviter l'influence de la contrainte thermique.
UGPCB est un fabricant unique d'assemblages de PCB. Nous fournissons des services de fabrication de PCB FPGA et d'assemblage de PCB FPGA
