Co je to FPGA?

Pole programovatelné hradlové pole (FPGA) je počítačový logický čip, který není pevně zapojen výrobcem. To znamená, že ji lze po zakoupení naprogramovat. Na typickém FPGA jsou k dispozici tisíce možností přizpůsobení. Tyto programovatelné entity jsou brány, také známé jako logické bloky nebo soubory LUT.

Protože počet logických bloků na FPGA je příliš početný na to, aby byly vytvořeny ručně, jsou generovány prostřednictvím softwarového programu. Programátoři si pak mohou vybrat z různých kategorií a přizpůsobit je pro konkrétní systém. Mohou používat své vlastní programy k interakci s programem na čipu FPGA a provádět změny.

Při programování FPGA lze podle potřeby použít několik propojených prvků ke konfiguraci logických bloků. Obsah LUT se liší v závislosti na způsobu, jakým byly naprogramovány. Některé vykonávají jednotlivé funkce, zatímco jiné jsou schopny složitější řady úkolů. Některé FPGA mohou také obsahovat analogové i digitální prvky. Tyto čipy často také mají schopnost umožnit těmto prvkům fungovat společně.

LUT jsou propojeny sítí vodičů. V závislosti na požadované funkci mohou vodiče procházet soubory přímou linkou nebo složitější sítí diagonálních připojení. LUT může být připojen k několika dalším souborům prostřednictvím více kabelových připojení. Soubory mohou být také spojeny řadou vodičů nazývaných nosné nebo vyhrazené směrovací řetězce, které pomáhají přesouvat pouze určité druhy informací, aby mohly být zpracovávány rychleji.

Aby bylo možné programovat logickou funkci pomocí FPGA, musí být nejprve nastíněna v textových nebo vizuálních souborech. Poté se informace stáhnou do softwaru dodávaného s FPGA. Po dokončení tohoto procesu je funkce obvykle funkční.

Přestože je FPGA dražší než hardwarový logický čip, může pomoci ušetřit zdroje, protože uživatelé mohou programovat podle svých specifických požadavků. To může snížit potřebu práce navíc a další čas potřebný k umístění čipu, který není vyroben na zakázku. Použití programovatelného čipu může být také snazší, protože jeho uživatelské funkce, jako jsou nabídky, lze přizpůsobit.

Polem programovatelné obvody hradlového pole jsou alternativou k integrovanému obvodu specifickému pro aplikaci (ASIC). Tyto obvody jsou pevně zapojeny před opuštěním továrny. Jsou to komponenty na úrovni desky, na rozdíl od prvků programovatelných na úrovni brány, které lze programovat v terénu.