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FPGA란??
FPGA (현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이) 재구성 가능한 회로 칩이자 하드웨어 재구성 가능한 아키텍처입니다.. FPGA 설계는 단순한 칩 연구가 아닙니다, 그러나 주로 FPGA 모드를 사용하여 다른 산업 분야의 제품을 설계합니다.. 프로그래밍을 통해, FPGA 사용자는 언제든지 애플리케이션 시나리오를 변경할 수 있습니다.. CPU의 다양한 병렬 작업을 시뮬레이션할 수 있습니다., GPU 및 기타 하드웨어. 대상 하드웨어와의 고속 인터페이스 상호 연결을 통해, FPGA는 대상 하드웨어의 낮은 작동 효율성을 완성할 수 있습니다., 시스템 수준에서 가속을 실현하기 위해.
시스템 설계자는 필요에 따라 편집 가능한 연결을 통해 FPGA 내부의 로직 블록을 연결할 수 있습니다., 회로 기판이 칩에 배치되는 것과 마찬가지로. 완성된 FPGA의 로직 블록과 연결은 설계자에 따라 변경 가능, FPGA가 필요한 로직 기능을 완료할 수 있도록.
일반적으로 말하면, FPGA는 ASIC보다 느립니다. (애플리케이션별 통합 칩), 복잡한 디자인을 완성할 수 없는, 하지만 소비전력은 낮습니다. 하지만 그들은 또한 많은 장점을 가지고 있습니다, 빠른 완제품과 같은, 프로그램의 오류를 수정하고 비용을 저렴하게 수정할 수 있습니다.. 제조업체는 저렴하지만 편집하기 어려운 FPGA를 제공할 수도 있습니다.. 이 칩은 편집 능력이 좋지 않기 때문에, 이러한 디자인의 개발은 일반 FPGA에서 완료됩니다., 그런 다음 디자인이 ASIC과 유사한 칩으로 전송됩니다..
FPGA를 사용하는 이유?
요즘에는, 무어의 범용 프로세서 법칙 (CPU) 황혼의 시대에 있다, 머신러닝과 웹 서비스의 규모가 기하급수적으로 늘어나고 있는 가운데. 사람들은 맞춤형 하드웨어를 사용하여 일반적인 컴퓨팅 작업을 가속화합니다., 그러나 빠르게 변화하는 업계에서는 이러한 맞춤형 하드웨어를 다시 프로그래밍하여 새로운 유형의 컴퓨팅 작업을 수행할 수 있어야 합니다..
FPGA는 특수 칩의 소규모 배치 대체품으로 사용되었습니다. (ASIC) 수년 동안. 하지만, 최근 몇 년 동안, Microsoft의 데이터 센터에 대규모로 배포되었습니다., Baidu 및 기타 회사는 강력한 컴퓨팅 성능과 충분한 유연성을 동시에 제공합니다..
그렇다면 FPGA는 왜 이렇게 빠른가?? 이는 동료의 호일 때문입니다..
CPU와 GPU는 von Neumann 구조에 속합니다., 명령어 디코딩 및 실행, 그리고 공유 메모리. FPGA는 지침과 공유 메모리가 없는 아키텍처입니다., 이는 FPGA 칩의 에너지 효율을 CPU 및 GPU보다 훨씬 높게 만듭니다..
Feng의 구조에서, 실행 단위부터 (CPU 코어와 같은) 어떤 명령이라도 실행할 수 있음, 명령어 메모리가 있어야 함, 디코더, 각종 명령어의 산술단위와 분기점프 처리 로직. 명령 흐름의 제어 논리가 복잡하기 때문에, 독립적인 명령 흐름을 너무 많이 갖는 것은 불가능합니다.. 그러므로, GPU는 SIMD를 사용합니다. (단일 명령 흐름 다중 데이터 흐름) 여러 실행 단위가 동일한 속도로 서로 다른 데이터를 처리할 수 있도록 하기 위해, CPU는 SIMD 명령어도 지원합니다..
FPGA의 각 논리 장치의 기능은 재프로그래밍 중에 결정되었습니다. (타고 있는), 그리고 지시가 필요하지 않습니다.
가속을 위해 GPU를 사용하는 경우, GPU의 컴퓨팅 성능을 최대한 활용하기 위해, 배치 크기는 너무 작을 수 없습니다., 지연 시간은 밀리초만큼 길어집니다.. FPGA를 사용하여 가속하는 경우, 마이크로초 PCLE 지연만 필요합니다..
그렇다면 FPGA의 지연이 GPU의 지연보다 훨씬 낮은 이유는 무엇입니까?? 이는 본질적으로 아키텍처의 차이입니다..
FPGA에는 파이프라인 병렬성과 데이터 병렬성이 모두 있습니다., GPU에는 거의 데이터 병렬성만 있습니다. (파이프라인 깊이가 제한되어 있습니다.).
FPGA의 특징은 무엇입니까??
FPGA가 특정 응용 집적 회로 분야에서 세미 커스텀 회로로 나타난다고 가정해 보겠습니다. (ASIC). 맞춤형 회로의 단점을 해결할 뿐만 아니라, 또한 원래 프로그래밍 가능 장치의 게이트 회로 수가 제한되어 있다는 단점도 극복합니다..
ASIC 칩과 비교, FPGA의 중요한 특징은 프로그래밍 가능 특성입니다., 즉, 사용자는 프로그램을 통해 특정 디지털 회로를 실현하기 위해 FPGA를 지정할 수 있습니다.. 뿐만 아니라, FPGA 칩은 시스템 통합 및 신뢰성을 향상시키기 위해 소규모 배치 시스템을 위한 최선의 선택 중 하나입니다..
FPGA의 기본 내부 구조
FPGA의 기본 내부 구조
주요 FPGA 제조사
1. 자일링스, 개발 플랫폼은 ISE입니다
2. 알테라, 개발 플랫폼은 Quartus II입니다.
3. 액텔, 개발 플랫폼은 libero입니다
4. 격자, 소프트웨어 플랫폼 래티스 래디언트
5. 아트멜
6. 자일링스, 소프트웨어 플랫폼 Vitis
7. 인텔 알테라, 소프트웨어 플랫폼 Quartus II
소프트폰 플랫폼, 소프트폰 8
9. 마이크로칩
MCU 기반의 엔진 및 제어 전자 장치를 구현하기 위한 FPGA 개발 보드의 시스템 구성, 맞춤형 ASIC 및 부피가 큰 와이어 하네스는 기술 및 애플리케이션 한계에 가깝게 개발되었습니다., 자동차 산업은 새로운 디자인 과제에 직면해 있습니다..
자동차 전자 장치 설계자는 확장된 온도 범위의 FPGA 기술을 사용하여 다중 결함 처리 능력을 크게 향상시킬 수 있습니다.. 많은 부품 공급업체가 예방적 설계 기술과 제한된 방법을 사용하여 환경 영향을 시뮬레이션하고 시뮬레이션하지만, 일부 FPGA 아키텍처는 여전히 확장된 온도 범위를 견딜 수 있는 고유한 이점을 가지고 있습니다..
극한 환경에서는 FPGA 조립 및 패키징과 관련된 오류 모드가 발생하는 경우가 많습니다., 장치 자체와는 별개로. 그러므로, 자동차 전자 시스템의 모든 수준에서 사양실을 확보하는 것이 매우 중요합니다.. Xilinx, Actel 등 FPGA 공급업체가 제공하는 제품은 군용 온도 범위가 넓습니다., 열팽창 계수를 더 잘 정의하고 열 응력의 영향을 피할 수 있습니다..
UGPCB는 원스톱 PCB 조립 제조업체입니다.. FPGA PCB 제조 및 FPGA PCB 조립 서비스를 제공합니다.
