El factor principal para reemplazar ASIC con chip FPGA es el consumo de energía

FPGA, chino significa matriz de puertas programables en campo, desarrollada sobre la base de varios otros dispositivos programables, como PAL, GAL, CPLD, como un circuito semi-personalizado en el campo de ASIC (circuito integrado específico de la aplicación), no solo resuelve el deficiencias del circuito personalizado, pero también supera las deficiencias del circuito del dispositivo de puerta programable original. Aunque tiene mejores razones que ASIC, no puede reemplazar a ASIC. La principal razón es el consumo de energía. Por ejemplo, se usa en teléfonos inteligentes y el chip de FPGA hace que la vida útil de la batería de litio sea más débil.

Si desea comprender la FPGA de manera más intuitiva, puede dar un caso.

En el campo de las computadoras personales, investigadores británicos y estadounidenses desarrollaron un procesador central en diciembre de 2010 que integra efectivamente 1,000 núcleos en un chip FPGA, haciendo microchips como millones de transistores, y los transistores son cualquier parte básica del circuito. FPGA es en realidad un producto semiacabado relativo a ASIC. Puede ser instalado por usuarios en un circuito específico. Sus funciones no vienen configuradas de fábrica. De esta manera, los usuarios pueden dividir los transistores en un "departamento pequeño". Se requiere que cada "departamento pequeño" complete diferentes tareas.

Debido a que FPGA necesita adaptarse a más diseños de productos, su configuración necesaria es en realidad mayor, por lo que el consumo de energía es naturalmente mucho mayor. Por lo tanto, lograr una operación rápida, reducir el consumo de energía y el costo, optimizar la administración del reloj y reducir la complejidad del diseño paralelo de FPGA con la amplia gama actual de PCB son los temas clave para la consideración del diseño del sistema FPGA. Gran capacidad, alta velocidad y bajo consumo de energía se han convertido en el foco del desarrollo de FPGA.

Primero, gran capacidad. La capacidad es el parámetro técnico más básico de FPGA. Así como las baterías de hidruro metálico de níquel y las baterías de litio requieren capacidad, una mayor capacidad significa más áreas nuevas de desarrollo de FPGA. Por lo tanto, cada vez que se lanza el nuevo chip de proceso, significa aumentar la capacidad del chip, usando baterías de litio como ejemplo, desde el primer reemplazo de baterías de hidruro metálico de níquel por electrodomésticos portátiles, hasta la posterior aparición de baterías de litio alimentadas por vehículos debido a para aumentar la capacidad. Con el desarrollo de la tecnología, las baterías de iones de litio de mayor capacidad para sistemas de almacenamiento de energía de centrales eléctricas inteligentes también se promueven cada vez más en este campo.

En segundo lugar, la tasa alta. Muchos de los cuellos de botella de la tecnología de productos multimedia actual se caracterizan por velocidades lentas, máquinas de "tarjetas" y, lo que es peor, bloqueos. Este es un problema del sistema de datos, es decir, el ancho de banda. Con el fin de promover una aplicación más amplia de los FPGA, los FPGA populares actuales pueden proporcionar varios buses de alta velocidad. Para resolver el problema de la transmisión de datos de alta velocidad, FPGA proporciona E / S en serie de alta velocidad (ancho de banda), lo que proporciona flexibilidad para la transmisión de alta velocidad de diferentes estándares.

En tercer lugar, bajo consumo de energía. Con la tendencia de desarrollo de la compatibilidad de productos electrónicos cada vez más obvia, el consumo de energía se ha convertido en un problema que debe considerarse en el desarrollo de productos electrónicos porque los FPGA establecen más compatibilidad y por lo tanto consumen más energía. Además, los propios productos electrónicos requieren un mayor consumo de energía. Este consumo de energía superpuesto hace que los FPGA no puedan reemplazar a los ASIC profesionales. Además, todas las aplicaciones portátiles que funcionan con baterías no pueden usar FPGA directamente. Por ejemplo, el iPhone 4, que requiere una batería de litio de gran capacidad, obviamente no es adecuado para usar un chip FPGA de alta potencia frente a una sola carga que no se puede usar durante un día.

Como se indicó al principio del artículo, los chips FPGA se han convertido gradualmente en el núcleo de muchos sistemas de aplicación. Frente al rápido desarrollo, las FPGA deben tener capacidades de programación dinámica más sólidas para adaptarse a los sistemas de protocolo en constante mejora y los requisitos de optimización de plataforma propuestos continuamente.

Estos se pueden resumir en cuatro elementos: grande (capacidad), alto (velocidad), bajo (consumo de energía) y fuerte (dinámico), mientras que el bajo consumo de energía es el soporte y complemento de los otros tres elementos.

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