FPGA là gì? Nguyên lý hoạt động và công dụng của FPGA – Batiea

Công nghệ tiên tiến đã mang đến nhiều ứng dụng mới cho cuộc sống hiện đại. Trong lĩnh vực linh kiện điện tử, chip và bảng mạch cũng không ngừng cải tiến mang lại nhiều đột phá. FPGA là một linh kiện điện tử quan trọng được sử dụng trong nhiều thiết bị và có tính ứng dụng cao. Thuật ngữ fpga không quen thuộc với nhiều người. Những chia sẻ sau đây có thể giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về fpga là gì? Nguyên tắc làm việc và mục đích của fpga?

Bạn có biết fpga là gì không? Đặc điểm của fpga là gì?

Ứng dụng của fpga trong lĩnh vực điện tử ngày càng rộng rãi. Bạn có hiểu fpga là gì không? Sẽ giúp người dùng sử dụng hiệu quả và chọn mua thiết bị.

FPGA là gì?

fpga (Field Programmable Gate Array) là một bộ vi xử lý được xây dựng trên cấu trúc mảng logic phân tử. Hoặc một thiết bị bán dẫn dựa trên thiết kế ma trận của các khối logic có thể định cấu hình. Do đó, hầu hết các chức năng của fpga đều được thay đổi bởi các kỹ sư thiết kế.

Xem Thêm : Hoạch định là gì? Quy trình hoạch định chiến lược hiệu quả tại doanh nghiệp

FPGA thuộc lĩnh vực logic lập trình được hoặc phần cứng lập trình được. Bản thân chip fpga không làm gì cả, nhưng có thể được thiết kế thành bất kỳ mạch kỹ thuật số nào mong muốn.

Các đặc điểm của fpga là gì?

Là một loại chip điện tử đặc biệt, fpga có những tính năng nổi bật riêng như:

• Cấu hình fpga được xác định bởi một loạt các cách mà các mạch con kỹ thuật số được kết nối nối tiếp. Đặc tính này tạo nên tính linh hoạt của chip FPGA, có thể thay đổi chức năng.
• FPGA lưu trữ thông tin cấu hình trong không gian có thể lập trình lại, chẳng hạn như bộ nhớ tĩnh ram hoặc bộ nhớ flash.

Kiến trúc của fpga là gì?

Cấu trúc của fpga có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất. Cụ thể, cấu trúc tổng thể của một fpga có thể bao gồm các phần sau:

• Khối logic có thể lập trình: Cấu trúc khối logic này có thể bao gồm hàng trăm nghìn đến hàng triệu bóng bán dẫn. Các thành phần logic bao gồm: cặp bóng bán dẫn, bảng tra cứu, logic điều khiển…
• Khối I/O có thể lập trình: Sử dụng các chân cắm để kết nối các khối logic với các thành phần bên ngoài.
• Tài nguyên kết nối có thể lập trình: Cụ thể, chúng là các kết nối điện có thể lập trình cung cấp các đường định tuyến có độ dài khác nhau.

▷ Xem thêm: Chất bán dẫn là gì? Làm thế nào hiện tại và tàu sân bay làm việc.

Lợi ích khi sử dụng fpga

FPGA được sử dụng nhiều hơn, vì chúng mang lại nhiều giá trị lợi ích cho các thiết bị điện tử, cụ thể như sau:

• Các FPGA ngày nay tích hợp nhiều chức năng và bộ xử lý trên cùng một con chip. Điều này giảm thiểu các thành phần trên bo mạch, tiết kiệm không gian và giảm sự cố.
• FPGA rất linh hoạt và khả năng của chip thay đổi sau mỗi lần khởi động. Khả năng cấu hình lại kiến ​​trúc, cho phép các kỹ sư thiết kế lập trình lại fpga khi cần.
• Khả năng tăng tốc sản xuất và ra mắt. Nhà thiết kế fpga đã ngay lập tức bàn giao hệ thống và chứng minh khả năng hoạt động tốt của thiết bị.
• Tính khả dụng lâu dài: fpga độc lập với các nhà sản xuất linh kiện. Vì chức năng của FPGA không nằm trong mô-đun mà nằm trong cấu trúc nên nó có thể được lập trình mà không cần sửa đổi.

FPGA hoạt động như thế nào?

Xem Thêm : Cách chèn ký tự đặc biệt trong Word nhanh, đơn giản cho mọi phiên

Cấu trúc của fpga đã được làm rõ. Vậy nguyên lý hoạt động của chip xử lý fpga diễn ra như thế nào?



Cách thức hoạt động của một fpga rất đơn giản: cấu hình được tải vào mô-đun logic và được xử lý giống như bất kỳ chip xử lý nào khác trên thị trường. Thông tin được chuyển qua các kênh định tuyến. Cấu hình dựa trên RAM của FPGA cho phép thiết kế lại thiết bị với số lượng không giới hạn.

Phân loại fpga trên thị trường

Hiện tại, fpga đã phát triển thành nhiều loại và cấu trúc khác nhau tùy theo các nhà sản xuất khác nhau. Cụ thể, các dòng FPGA được phân loại theo cách sắp xếp khối hoặc kỹ thuật lập trình.

• Cấu trúc mảng đối xứng fpga: Cấu trúc bao gồm các khối logic liên kết với nhau theo hàng và cột, xung quanh là các khối đầu vào và đầu ra.
• cấu trúc hàng fpga: Sự sắp xếp so le của các hàng khối và tài nguyên kết nối có thể lập trình, với các khối tiêu đề và đầu ra ở các cạnh.
• pld phân cấp: là phức tạp nhất trong ba loại và bao gồm các khối logic được kết nối với nhau. Các khối logic chứa các mô-đun logic, các phần tử có chức năng kết hợp và tuần tự.

Nếu tìm hiểu kỹ bạn sẽ hiểu fpga là một vi mạch được xây dựng trên cấu trúc logic và có tính ứng dụng cao. Chip IC fpga mang lại nhiều lợi ích hơn cho thiết bị điện tử so với chip truyền thống. Hi vọng những chia sẻ trên có thể giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về mạch điện tử FPGA và chức năng của chúng.