FPGA mang lại lợi ích cho nhiều loại thiết bị điện tử khác nhau. Từ hệ thống điều khiển máy bay, máy siêu âm y khoa cho đến công cụ tìm kiếm dữ liệu, mọi người dựa vào FPGA để phát triển và sử dụng công nghệ mà họ sử dụng hàng ngày.
- Stress Out là gì và cấu trúc cụm từ Stress Out trong câu Tiếng Anh.
- Chứng chỉ tiếng anh B1 là gì? Hồ sơ và lệ phí thi B1 bao nhiêu?
- 378 Từ Vựng, Thuật Ngữ Tiếng Anh Chuyên Ngành Cấp Thoát Nước
- Divo là gì? Những Divo nổi tiếng là ai? – mp3motivators.com
- Cách đầu tư vào lĩnh vực DeFi và top 10 đồng coin DeFi
Bài viết này sẽ giải đáp FPGA là gì và nó được sử dụng để làm gì. Hãy cùng khám phá ngay sau đây nhé!
Bạn đang xem: FPGA là gì? FPGA được sử dụng để làm gì?
FPGA là gì?
FPGA là từ viết tắt của Field Programmable Gate Array. Nó là một loại vi mạch bán dẫn dựa trên ma trận các khối điều khiển cổng có thể được cấu hình lại (Configurable Logic Blocks – CLB), cho phép kỹ sư thiết kế thay đổi chức năng bên trong thiết bị.
Xem thêm : Buff bẩn là gì, Buff bẩn trong game Liên Quân có nghĩa là gì
FPGA được xác định bởi một mạng lưới của các khối điều khiển kỹ thuật số kết nối với nhau, thực hiện nhiều chức năng cùng một lúc và cung cấp linh hoạt cao. FPGA thuộc loại thiết bị gọi là logic lập trình (hoặc phần cứng có thể lập trình). FPGA không tự thực hiện bất kỳ chức năng nào mặc định; thay vào đó, nó có thể được cấu hình để trở thành bất kỳ mạch kỹ thuật số nào yêu cầu. Vậy FPGA hoạt động như thế nào?
FPGA hoạt động như thế nào?
Cách FPGA hoạt động rất đơn giản. Một bản cấu hình được nạp vào FPGA, sau đó thiết bị sẽ hoạt động theo yêu cầu như bất kỳ mạch nào bạn muốn. Cấu hình dựa trên bộ nhớ RAM của FPGA, cho phép nó có thể được lập trình lại vô hạn lần.
Các loại FPGA
Có hai cách chính để phân loại FPGA: theo cách tổ chức bên trong các khối (block) hoặc theo loại công nghệ lập trình. Khi nói về cách tổ chức, FPGA thuộc vào ba loại sau đây:
1. Mảng đối xứng: Được tạo thành từ hàng và cột của các khối điều khiển cổng logic kết nối với nhau, bao quanh bởi các đầu vào/đầu ra.
Xem thêm : Tại sao gọi là Chè Thái gái Tuyên ?
2. Kiến trúc dựa trên hàng: Xen kẽ các hàng khối điều khiển logic và tài nguyên kết nối có thể lập trình, với các đầu vào/đầu ra dọc theo các cạnh.
3. Thiết bị logic có thể lập trình phân cấp (PLD): Có cấu trúc phức tạp hơn. Cấp cao nhất được tạo thành từ các khối điều khiển logic và kết nối với nhau. Các khối điều khiển logic chứa các mô-đun logic, bao gồm các phần tử logic kết hợp và tuần tự.
Ứng dụng phổ biến của FPGA
FPGA có vô số ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một số ứng dụng phổ biến của FPGA bao gồm:
- Xử lý video và hình ảnh.
- Các ứng dụng quân sự.
- Radio do phần mềm xác định.
- Tạo hình ảnh y khoa.
- Giao tiếp có dây và không dây.
- Tích hợp nhiều thiết bị logic có thể lập trình đơn giản.
- Nhận diện giọng nói.
- Mật mã học.
- Xử lý tín hiệu số.
- Tạo mẫu ASIC.
- Bộ điều khiển thiết bị.
- Các hệ thống giả lập phần cứng máy tính.
- Tin sinh học (Bioinformatics).
- Tính toán hiệu suất cao.
- Hàng không vũ trụ và quốc phòng.
- Tạo mẫu ASIC.
- Ô tô.
- Phát sóng điện tử tiêu dùng.
- Trung tâm dữ liệu y tế.
- Công cụ khoa học và công nghiệp.
Lợi ích của việc sử dụng FPGA
FPGA cung cấp nhiều lợi ích hơn so với các cách triển khai thông thường.
| Lợi ích | Chi tiết |
|---|---|
| Tích hợp | Với việc tích hợp nhiều chức năng trong FPGA ngày nay (bao gồm cả bộ xử lý trên cùng một chip, giao diện vào/ra với tốc độ 28Gbps trở lên, khối RAM, công cụ DSP), số lượng thiết bị trên bo mạch sẽ giảm, từ đó tăng độ tin cậy. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro sự cố do hỏng hóc thiết bị. |
| Độ linh hoạt | Chức năng của FPGA có thể thay đổi sau mỗi lần khởi động thiết bị. Điều này có nghĩa là nếu kỹ sư thiết kế muốn thực hiện thay đổi, họ chỉ cần nạp tệp cấu hình mới vào thiết bị và thực hiện thay đổi đó. |
| Khả năng tăng tốc | FPGA có thể được phát triển và tung ra thị trường nhanh chóng. Nhờ tính linh hoạt của FPGA, các nhà sản xuất thiết bị gốc có thể tung ra hệ thống ngay sau khi thiết kế được chứng minh là có thể hoạt động tốt và đã được kiểm tra. |
| Tính sẵn có lâu dài | Sử dụng FPGA giúp độc lập với các nhà sản xuất thành phần, bởi vì chức năng không nằm trong mô-đun mà nằm trong cấu hình của nó. Khả năng lập trình này có thể được thực hiện mà không cần điều chỉnh trên các FPGA khác nhau. |
