دنیای زیبا FPGA!

تراشه FPGA یا Field Programmable Gate Array یک نوع تراشه‌ی الکترونیکی است که در آن، برخلاف تراشه‌هایی که برای انجام کارهای خاص طراحی شده‌اند،شما می‌توانید ساختار تراشه‌ی FPGA را با استفاده از برنامه‌ریزی تغییر دهید و به دلخواه خود تنظیم کنید.

FPGA شامل ماتریسی از دروازه‌های منطقی است که به طور فعال قابل برنامه‌ریزی هستند.این دروازه‌ها به صورت یک شبکه‌ی منطقی برای انجام توابع منطقی با هم ترکیب شده‌اند. با استفاده از برنامه‌ریزی مناسب، می‌توانید ساختار مناسبی برای FPGA طراحی کرده و آن را به منظور انجام کارهای خاص مورد استفاده قرار دهید.

از مزایای FPGA میتوان به سرعت پردازش بالا، مصرف کمتر انرژی و امکان تنظیم مجدد (Reconfigurability) آن اشاره کرد. برای مثال، در پردازش تصویر، FPGA می‌تواند در تشخیص الگو، فیلترینگ، پیش‌پردازش و محاسبات پیچیده‌ی ماتریسی، بسیار مؤثر باشد.

همچنین، FPGA برای پردازش سیگنال‌های دیجیتالی، طراحی شبکه‌ی نوری و پردازش‌هایی که نیاز به سرعت بالا و کارایی بالا دارند،بسیار مناسب است.

یکی دیگر از مزایای FPGA قابلیت توسعه‌پذیری آن است. در صورتی که نیاز به اضافه کردن قابلیت‌های جدیدی به سخت‌افزار شما باشد، با تغییر برنامه‌ریزی FPGA به راحتی می‌توان این کار را انجام داد.

همچنین FPGA برای انجام کارهایی که نیاز به تنظیمات دقیق دارند مانند تنظیم فرکانس‌های مختلف، بسیار مفید است.با تغییر برنامه‌ریزی FPGA می‌توانید فرکانس‌ها را به دقت مطلوب تنظیم کرده و به نتایج دقیق‌تری دست یابید.
علاوه براین ها، این تراشه برای اجرای کدهایی که در پردازش داده‌های بزرگ و پیچیده مورد استفاده قرار می‌گیرند، مناسب است؛از آن‌جایی FPGA که در مقایسه با سیستم‌هایی که برای این منظور طراحی شده‌اند کوچکتر، ارزان‌تر و با توان پردازشی بالاتری هستند، می‌توانند در بسیاری از موارد جایگزین مناسبی برای آن‌ها باشند.

در نهایت، با توجه به توانایی‌های بالای FPGA در اجرای الگوریتم‌های پیچیده، طراحی سیستم‌هایی که نیاز به پردازش‌های هوشمند دارند مثل شبکه‌های عصبی، شبکه‌های کانولوشنالی، و ... بسیار کارآمد است.

در کل FPGA ،با داشتن مزایای بسیاری که اشاره شد، در زمینه‌ی سخت‌افزار و کاربردهای مختلف آن، مورد استفاده و توجه قرار می‌گیرد

در ادامه برخی از شرکت های تولید کننده FPGA را معرفی و معروف ترین محصولات آنهارا معرفی میکنیم:

1. Xilinx:

• Virtex UltraScale+
• Kintex UltraScale+
• Artix-7

2. Intel(Altera):

• Stratix 10
• Arria 10
• Cyclone V

در تاریخ 28 دسامبر سال 2015 شرکت اینتل ،شرکت Altera را خرید و تراشه های جدید با برند اینتل پا به بازار گذاشت.

3.Lattice Semiconductor:

• LatticeECP5
• LatticeXP2
• LatticeXP

4.Microchip:

• SmartFusion2
• PolarFire
  

شرکت Microchip نیز همچون اینتل در سال 2018 شرکت Microsemi را خریداری کرد.

گردآورنده :حسین سعادتی

ایمیل:hosseinsaadati81@gmail.com