Componentes de PCB de FPGAs

¿¿ qué es fpgas?

FPGAs (field programable Gate array) es un chip de circuito reconfigurable y una estructura de hardware. El diseño de FPGAs no es una simple investigación de chips, sino que utiliza principalmente el modo FPGAs para diseñar productos de otras industrias. A través de la programación, los usuarios de FPGAs pueden cambiar sus escenarios de aplicación en cualquier momento. Puede simular diversas operaciones paralelas de cpu, GPU y otros hardware. A través de la interconexión de interfaz de alta velocidad con el hardware objetivo, FPGAs puede completar la baja eficiencia operativa del hardware objetivo, logrando así una aceleración a nivel de sistema.

Los diseñadores del sistema pueden conectar bloques lógicos dentro de la FPGAs a través de conexiones editables según sea necesario, al igual que colocar placas de circuito en el chip. Los bloques lógicos y las conexiones de la FPGAs terminada se pueden cambiar de acuerdo con los requisitos del diseñador, lo que permite a la FPGAs completar las funciones lógicas necesarias.

En general, FPGAs es más lento que asic (chip integrado dedicado) y no puede completar diseños complejos, pero consume menos energía. Pero también tienen muchas ventajas, como productos terminados rápidos, que se pueden modificar para corregir errores en los procedimientos y son más baratos. Los fabricantes también pueden proporcionar FPGAs baratas pero poco editivas. Debido a la poca capacidad de Edición de estos chips, el desarrollo de estos diseños se realiza en un FPGAs ordinario, y luego el diseño se transfiere a chips similares a asic.

¿¿ por qué usar fpgas?

Hoy en día, la Ley de Moore de los procesadores universales (cpu) está llegando a su fin, mientras que el tamaño del Aprendizaje automático y los servicios de red está creciendo exponencialmente. Las personas usan hardware personalizado para acelerar las tareas de computación comunes, pero la industria en rápida evolución requiere que estos hardware personalizado puedan ser reprogramados para realizar nuevas tareas de computación.

FPGAs se ha utilizado durante muchos años como una alternativa de pequeño lote a los chips especiales (asic). Sin embargo, en los últimos años se ha desplegado a gran escala en centros de datos de empresas como Microsoft y Baidu para proporcionar una potencia informática fuerte y suficiente flexibilidad.

¿Entonces, ¿ por qué la FPGA es tan rápida? Esto se debe al revestimiento de sus compañeros.

La CPU y la GPU pertenecen a la estructura de von neumann, decodificación y ejecución de instrucciones y memoria compartida. FPGAs es una arquitectura sin instrucciones y memoria compartida, lo que hace que la eficiencia energética de los chips FPGAs sea mucho mayor que la de la CPU o incluso la gpu.

En la estructura de feng, debido a que la unidad de ejecución, como el núcleo de la cpu, puede ejecutar cualquier instrucción, se necesita una memoria de instrucción, un decodificador, una unidad aritmética de varias instrucciones y una lógica de procesamiento de salto de rama. Debido a la complejidad de la lógica de control del flujo de instrucciones, es imposible tener demasiados flujos de instrucciones independientes. Por lo tanto, la GPU utiliza SIMD (flujo de instrucción único y flujo de datos múltiple) para que varias unidades ejecutivas procesen diferentes datos a la misma velocidad, y la CPU también admite instrucciones simd.

La función de cada unidad lógica de la FPGAs se ha determinado durante el proceso de reprogramación (grabación) y no requiere ninguna instrucción.

Si se utiliza la GPU para acelerar, para aprovechar al máximo la capacidad de cálculo de la gpu, el tamaño del lote no puede ser demasiado pequeño, y el retraso será de hasta milisegundos. Cuando se utiliza FPGAs para acelerar, solo se necesita un retraso de pcle de microsegundos.

¿Entonces, ¿ por qué la latencia de FPGAs es mucho menor que la latencia de la gpu? Esta es esencialmente una diferencia arquitectónica.

La FPGAs tiene paralelismo de línea de montaje y paralelismo de datos al mismo tiempo, mientras que la GPU casi solo tiene paralelismo de datos (la profundidad de la línea de montaje es limitada).

¿¿ cuáles son las características de la fpgas?

Por ejemplo, FPGAs aparece en el campo de los circuitos integrados dedicados (asic) como un circuito semipersonalizado. No solo resuelve las deficiencias de los circuitos personalizados, sino que también supera las deficiencias del número limitado de circuitos de puerta de piezas programables originales.

En comparación con los chips asic, una característica importante de la FPGAs es su característica programable, es decir, los usuarios pueden especificar FPGAs a través de programas para lograr circuitos digitales específicos. Además, el chip FPGAs es una de las mejores opciones para que los sistemas de pequeños lotes mejoren la integración y fiabilidad del sistema.

La estructura interna básica de FPGAs

Principales fabricantes de FPGAs

1. celine, la Plataforma de desarrollo es Ise

2. altera, la Plataforma de desarrollo es quartus II

3. actel, la Plataforma de desarrollo es libero

4. lattice, radiación de la Plataforma de software lattice

5. Atmel

6. xilinx, Plataforma de software Vitis

7. Intel altera, Plataforma de software quartus II

Plataforma telefónica suave, teléfono suave 8

9. microchips

La solución del sistema de implementación de motores y electrónica de control basada en mcu, asic personalizado y arneses de cables voluminosos en el tablero de desarrollo FPGAs se ha acercado a sus límites tecnológicos y de aplicación, y la industria automotriz se enfrenta a nuevos desafíos de diseño.

Los diseñadores de electrónica automotriz pueden mejorar significativamente su capacidad para manejar múltiples fallas utilizando la tecnología FPGAs con un rango de temperatura extendido. Aunque muchos proveedores de componentes utilizan técnicas de diseño preventivo y métodos limitados para simular y simular el impacto ambiental, algunas arquitecturas FPGAs todavía tienen ventajas inherentes para soportar un rango de temperatura extendido.

Los entornos extremos suelen provocar patrones de falla relacionados con el ensamblaje y encapsulamiento de fpgas, independientemente del propio dispositivo. Por lo tanto, es muy importante reservar espacio de especificación en todos los niveles del sistema electrónico automotriz. Los productos proporcionados por proveedores de FPGAs como Xilinx y actel tienen un rango de temperatura militar más amplio, lo que permite definir mejor el coeficiente de expansión térmica y evitar el impacto del estrés térmico.

El IPCB es un fabricante de componentes de PCB de ventanilla única. Ofrecemos servicios de fabricación de PCB FPGAs y montaje de PCB FPGAs