Сборка печатной платы FPGA

Что такое ПЛИС?

ПЛИС (Программируемая вентильная матрица) представляет собой реконфигурируемую микросхему и аппаратно реконфигурируемую архитектуру. Проектирование FPGA — это не просто исследование микросхемы, но в основном использует режим FPGA для проектирования продуктов в других отраслях.. Через программирование, Пользователи FPGA могут изменить сценарий применения в любое время.. Он может моделировать различные параллельные операции процессора., Графический процессор и другое оборудование. Через высокоскоростной интерфейс взаимодействия с целевым оборудованием., FPGA может устранить низкую эффективность работы целевого оборудования., чтобы реализовать ускорение на уровне системы.

Разработчик системы может при необходимости соединить логические блоки внутри FPGA через редактируемые соединения., так же, как печатная плата помещается в чип. Логический блок и подключение готовой ПЛИС могут быть изменены по желанию проектировщика., чтобы FPGA могла выполнять необходимые логические функции.

Вообще говоря, FPGA медленнее, чем ASIC (встроенный чип для конкретного приложения), который не может выполнить сложную конструкцию, но энергопотребление низкое. Но у них также есть много преимуществ, например, быстро готовая продукция, можно модифицировать для исправления ошибок в программе и удешевления стоимости. Производители также могут предлагать дешевые, но плохо редактируемые ПЛИС.. Потому что эти чипы имеют плохую возможность редактирования., разработка этих конструкций выполнена на обычной ПЛИС, а затем конструкция переносится на чип, аналогичный ASIC.

Зачем использовать FPGA?

Настоящее время, Закон Мура процессоров общего назначения (процессоры) находится на закате лет, в то время как масштабы машинного обучения и веб-сервисов растут в геометрической прогрессии. Люди используют специальное оборудование для ускорения обычных вычислительных задач., но быстро меняющаяся отрасль требует, чтобы это специальное оборудование можно было перепрограммировать для выполнения новых типов вычислительных задач..

FPGA использовалась в качестве замены специального чипа небольшими партиями. (ASIC) в течение многих лет. Однако, в последние годы, он был широко развернут в центрах обработки данных Microsoft., Baidu и другие компании должны одновременно обеспечить мощную вычислительную мощность и достаточную гибкость..

Тогда почему FPGA такая быстрая?? Это из-за фольги сверстников.

Процессор и графический процессор принадлежат структуре фон Неймана., декодирование и выполнение инструкций, и общая память. FPGA — это архитектура без инструкций и разделяемой памяти., что делает энергоэффективность чипа FPGA намного выше, чем у процессора и даже графического процессора..

В структуре Фэна, поскольку исполнительный блок (например ядро процессора) может выполнить любую команду, должна быть память команд, декодер, арифметический блок различных инструкций и логика обработки перехода ветвления. Поскольку логика управления потоком команд сложна., невозможно иметь слишком много независимых потоков инструкций. Поэтому, Графический процессор использует SIMD (один поток команд, множественный поток данных) чтобы несколько исполнительных устройств могли обрабатывать разные данные с одинаковой скоростью, и процессор также поддерживает инструкции SIMD.

Функция каждого логического блока ПЛИС определена при перепрограммировании. (горящий), и никаких инструкций не требуется.

Если для ускорения используется графический процессор, чтобы в полной мере использовать вычислительную мощность графического процессора, размер партии не может быть слишком маленьким, и задержка будет достигать миллисекунд. При использовании FPGA для ускорения, требуется только микросекундная задержка PCL.

Тогда почему задержка у FPGA настолько ниже, чем у GPU?? По сути, это архитектурное отличие..

FPGA поддерживает как конвейерный параллелизм, так и параллелизм данных., в то время как GPU имеет почти только параллелизм данных (глубина трубопровода ограничена).

Каковы характеристики FPGA??

Допустим, FPGA выглядит как полуиндивидуальная схема в области интегральных схем для конкретных приложений. (ASIC). Это не только решает недостатки пользовательских схем, но также преодолевает недостатки ограниченного числа вентильных схем оригинальных программируемых устройств..

По сравнению с чипом ASIC, важной особенностью FPGA является ее программируемая характеристика, то есть, пользователи могут указать FPGA для реализации конкретной цифровой схемы с помощью программы. Более того, Чип FPGA — один из лучших вариантов для небольших пакетных систем, позволяющий улучшить системную интеграцию и надежность..

Базовая внутренняя структура FPGA

Крупнейшие производители FPGA

1. Ксилинкс, платформа разработки — ISE

2. Альтера, платформа разработки — Quartus II.

3. Актель, платформа разработки — libero

4. Решетка, программная платформа решетчатая излучающая

5. Атмел

6. Ксилинкс, программная платформа Витис

7. Интел Альтера, программная платформа Quartus II

Платформа софтфона, программный телефон 8

9. Микрочип

Системная схема платы разработки FPGA для реализации двигателя и управляющей электроники на базе MCU., индивидуальные ASIC и громоздкие жгуты проводов были разработаны с учетом технических и прикладных ограничений., и автомобильная промышленность сталкивается с новыми проблемами проектирования.

Разработчики автомобильной электроники могут значительно улучшить свою способность справляться с многочисленными неисправностями, используя технологию FPGA с расширенным температурным диапазоном.. Хотя многие поставщики компонентов используют методы превентивного проектирования и ограниченные методы для моделирования и имитации воздействия на окружающую среду., некоторым архитектурам FPGA по-прежнему присущи преимущества в выдерживании расширенного температурного диапазона..

Экстремальные условия часто приводят к сбоям, связанным со сборкой и упаковкой FPGA., независимо от самого устройства. Поэтому, очень важно зарезервировать место для спецификации на всех уровнях автомобильной электронной системы.. Продукты, поставляемые поставщиками FPGA, такими как Xilinx и Actel, имеют широкий диапазон температур военного назначения., который может лучше определить коэффициент теплового расширения и избежать влияния термического напряжения.

UGPCB - универсальный производитель сборок печатных плат.. Мы предоставляем услуги по производству печатных плат FPGA и сборке печатных плат FPGA.