FPGAとは？

フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）は、製造元によって配線されていないコンピューターロジックチップです。 これは、購入後にプログラムできることを意味します。 一般的なFPGAで利用可能なカスタマイズのオプションは数千あります。 これらのプログラム可能なエンティティは、論理ブロックまたはルックアップテーブル（LUT）ファイルとも呼ばれるゲートです。

FPGAのロジックブロックの数は多すぎて手動で作成できないため、ソフトウェアプログラムを介して生成されます。 プログラマは、特定のシステム用にカスタマイズするために、さまざまなカテゴリから選択できます。 独自のプログラムを使用して、FPGAチップ上のプログラムと対話し、変更を加えることができます。

FPGAのプログラミング時には、相互接続されたいくつかの要素を使用して、必要に応じてロジックブロックを構成できます。 LUTの内容は、プログラムされた方法によって異なります。 単一の機能を実行するものもあれば、より複雑な一連のタスクを実行できるものもあります。 一部のFPGAには、アナログ要素とデジタル要素の両方が含まれている場合があります。 多くの場合、これらのチップには、これらの要素を一緒に機能させる機能もあります。

LUTはワイヤーのネットワークで接続されています。 必要な機能に応じて、ワイヤーはファイルを直線で通すか、より複雑な対角線接続のネットワークを通ることができます。 LUTは、複数のワイヤ接続を介して他のいくつかのファイルに接続できます。 ファイルは、キャリーまたは専用ルーティングチェーンと呼ばれる一連のワイヤで接続され、特定の種類の情報のみを移動して、より迅速に処理できるようにします。

FPGAでロジック関数をプログラムするには、最初にテキストファイルまたはビジュアルファイルで概説する必要があります。 次に、情報はFPGAに付属のソフトウェアにダウンロードされます。 そのプロセスが完了すると、機能は通常動作可能になります。

FPGAはハードワイヤードロジックチップよりも高価ですが、ユーザーが特定の要件に合わせてプログラムできるため、リソースの節約に役立ちます。 これにより、余分な作業の必要性と、カスタムメイドではないチップを収容するために必要な追加の時間を削減できます。 プログラム可能なチップは、メニューなどのユーザー機能をカスタマイズできるため、使いやすくすることもできます。

フィールドプログラマブルゲートアレイ回路は、特定用途向け集積回路（ASIC）の代替です。 これらの回路は、出荷前に配線されています。 フィールドプログラマブルゲートレベル要素とは対照的に、ボードレベルのコンポーネントです。