¿Qué es FPGA y para qué se utiliza?

Los FPGA brindan beneficios a diferentes tipos de equipos electrónicos. Desde la navegación de aviones hasta los ultrasonidos médicos y los motores de búsqueda de datos, las personas confían en las FPGA para el desarrollo y uso de la tecnología que utilizan a diario.

Este artículo proporciona información sobre qué es FPGA y para qué se utiliza. Si está interesado en estos temas, disfrutará leyendo este artículo.

¿Qué es FPGA?

FPGA es un acrónimo que significa Arreglos de compuertas lógicas programables en sitio. Es un dispositivo semiconductor basado en una matriz de bloques lógicos configurables (CLB) mediante la cual el ingeniero de diseño puede cambiar una gran mayoría de la funcionalidad eléctrica dentro del dispositivo.

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FPGA se define por su variedad de subcircuitos digitales interconectados que implementan funciones comunes al mismo tiempo que ofrecen altos niveles de flexibilidad. Los FPGA pertenecen a una clase de dispositivos denominados lógica programable (o hardware programable). FPGA no hace nada por sí mismo; más bien está configurado para ser cualquier circuito digital requerido. ¿Entonces, cómo funciona?

¿Cómo funciona una FPGA?

Comprender cómo funciona una FPGA es sencillo. Implica cargar una configuración en la FPGA que luego comienza a comportarse como cualquier circuito que necesite. Sin problemas, sin estrés. Su Configuración basada en RAM significa que se puede reconfigurar una cantidad ilimitada de veces.

Tipos de FPGA

Hay dos formas principales de clasificar las FPGA: por su disposición interna de bloques o por su tipo de tecnología de programación. Los FPGA se clasifican en una de tres categorías cuando se trata de su disposición:

1. Matrices simétricas: esta disposición se compone de filas y columnas de bloques lógicos conectados, rodeados por bloques de entrada / salida.
2. Arquitectura basada en filas: esta disposición alterna filas de bloques lógicos y recursos de interconexión programables, con bloques de entrada / salida a lo largo de los bordes.
3. PLD jerárquicos (dispositivos lógicos programables): tienen un diseño más complejo. El nivel superior está formado por bloques lógicos e interconexiones. Los bloques lógicos contienen módulos lógicos, que tienen elementos funcionales combinatorios y secuenciales.

Usos comunes de FGPA

Hay una gran variedad de usos para FPGA que cubren una amplia gama de áreas. Los casos de uso incluyen:

1. Procesamiento de imágenes y video.
2. Aplicaciones militares.
3. Radio definida por software.
4. Imagenes medicas.
5. Comunicaciones por cable e inalámbricas.
6. Integración de múltiples dispositivos lógicos programables simples.
7. Reconocimiento de voz.
8. Criptografía.
9. Procesamiento de señales digitales.
10. Creación de prototipos ASIC.
11. Controladores de dispositivos.
12. Sistemas de emulación de hardware informático.
13. Bioinformática.
14. Computación de alto rendimiento.
15. Aeroespacial.
16. Creación de prototipos ASIC.
17. Automotor.
18. Difusión de electrónica de consumo.
19. Centro de datos médico.
20. Instrumentos científicos e industriales.

Beneficios de usar FPGA

FPGA ofrece muchas ventajas sobre las implementaciones convencionales.

Las diferencias entre FPGA y ASIC

Los ASIC (circuitos integrados de aplicaciones específicas) y los FPGA tienen diferentes propuestas de valor. Lo que distingue a los FPGA de ASIC es el hecho de que FPGA se puede reprogramar para una aplicación deseada o requisitos de funcionalidad después de la fabricación, mientras que ASIC se fabrica a medida para un diseño específico Tareas. Estos cambios de reprogramación pueden ocurrir durante el proceso de ensamblaje de PCB (placa de circuito impreso), o incluso después de que el equipo se haya enviado a los clientes.

Aunque existen FPGA programables de una sola vez (OTP), los tipos dominantes y más comunes están basados ​​en RAM, lo que los hace reprogramables a medida que el diseño continúa evolucionando.

Además, los FPGA se venden listos para usar, a diferencia de los ASIC, que requieren ciclos de fabricación que terminan demorando varios meses.

Rendimiento y versatilidad de FPGA

FPGA ofrece niveles superiores de rendimiento y versatilidad, lo que los convierte en la tecnología de referencia para personas y organizaciones que buscan optimizar chips o realizar cambios en los chips para su carga de trabajo.

Un gran ejemplo de la creciente importancia de las FPGA se puede encontrar en el campo de la inteligencia artificial. A medida que la inteligencia artificial continúa ganando relevancia, también lo ha hecho la importancia de las FPGA. En algunos casos, Los FGPA superan a las GPU (unidades de procesamiento gráfico) en el análisis de grandes cantidades de datos para el aprendizaje automático.

Calvin Ebun-Amu (40 Artículos publicados)

Calvin es escritor en MakeUseOf. Cuando no está viendo a Rick y Morty o sus equipos deportivos favoritos, Calvin escribe sobre nuevas empresas, blockchain, ciberseguridad y otros ámbitos de la tecnología.

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