A quoi peuvent servir les puces fpga ?

La puce FPGA apparaît comme un circuit semi-personnalisé dans le domaine des circuits intégrés spécifiques à une application. Elle peut non seulement résoudre les défauts des circuits personnalisés, mais également surmonter les défauts du nombre limité de portes du dispositif programmable d'origine ; peut être appliqué aux systèmes de segmentation vidéo, à la conception de retard et de stockage de données, à l'industrie des communications et à d'autres domaines.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 10, ordinateur Dell G3.

À quoi peuvent servir les puces fpga ?

FPGA (Field Programmable Gate Array) est un produit développé sur la base de dispositifs programmables tels que PAL (Programmable Array Logic) et GAL (General Array Logic). Il apparaît comme un circuit semi-personnalisé dans le domaine des circuits intégrés spécifiques à une application (ASIC), qui non seulement résout les défauts des circuits personnalisés, mais surmonte également les défauts du nombre limité de portes dans les dispositifs programmables d'origine.

Applications industrielles

Système de segmentation vidéo

Ces dernières années, les systèmes de contrôle maîtres à grande échelle ont été de plus en plus largement utilisés et le niveau de la technologie de segmentation vidéo associée s'améliore également progressivement. De nombreuses applications. La méthode d'affichage par épissure d'écran est utilisée pour afficher un signal vidéo, qui est largement utilisé dans certaines scènes nécessitant l'utilisation d'un affichage sur grand écran.

Avec les progrès de la technologie, la technologie de segmentation vidéo a progressivement mûri, répondant aux besoins fondamentaux des gens en matière d'images vidéo claires. La structure matérielle de la puce FPGA est relativement spéciale. Vous pouvez utiliser des fichiers de structure logique pré-édités pour ajuster la structure interne et utiliser des contraintes. fichiers pour ajuster les connexions et les positions des différentes unités logiques et gérer correctement les chemins de lignes de données. Sa flexibilité et son adaptabilité facilitent le développement et l'application des utilisateurs. Lors du traitement des signaux vidéo, les puces FPGA peuvent exploiter pleinement leur propre vitesse et leurs avantages structurels pour mettre en œuvre la technologie ping-pong et la technologie pipeline. Lors du processus de connexion externe, la puce utilise une connexion de données parallèle pour élargir la largeur de bits des informations d'image et utilise des fonctions logiques internes pour augmenter la vitesse de traitement de l'image. Le contrôle du traitement des images et d'autres appareils est obtenu grâce aux structures de cache et à la gestion de l'horloge. Dans la structure globale de conception, la puce FPGA est au cœur du traitement d'interpolation, de l'extraction et du stockage de données complexes, et joue également un rôle de contrôle global pour assurer le fonctionnement stable du système. De plus, le traitement des informations vidéo est différent des autres traitements de données et nécessite que la puce dispose d'unités logiques spéciales et d'unités RAM ou FIFO pour garantir une vitesse de transmission de données suffisante.

Conception du retard et du stockage des données

Le FPGA dispose d'une unité numérique de retard programmable et est largement utilisé dans les systèmes de communication et divers types d'équipements électroniques, tels que les systèmes de communication synchrones, les systèmes numériques temporels, etc. Les principales méthodes de conception incluent la ligne à retard CNC méthode, méthode mémoire, méthode compteur, etc. Parmi elles, la méthode mémoire est principalement implémentée en utilisant la RAM ou la FIFO du FPGA.

L'utilisation du FPGA pour lire et écrire les données liées à la carte SD peut être programmée en fonction des besoins d'algorithmes spécifiques, et la puce FPGA peut être programmée pour réaliser des mises à jour continues des opérations de lecture et d'écriture en fonction des changements dans les conditions réelles. Dans ce mode, seule la puce d'origine peut être utilisée pour contrôler efficacement la carte SD, ce qui réduit considérablement le coût du système.

Industrie de la communication

Normalement, l'industrie de la communication prend en compte divers facteurs tels que le coût et le fonctionnement. Dans les endroits où il existe un grand nombre de terminaux, l'utilisation des FPGA est relativement importante. Presque toutes les cartes des puces FPGA de la station de base sont nécessaires, et les modèles sont relativement haut de gamme et peuvent gérer des protocoles physiques complexes et implémenter un contrôle logique. Dans le même temps, étant donné que la couche de liaison logique et la partie protocole de la couche physique de la station de base doivent être mises à jour régulièrement, la technologie FPGA est également plus adaptée. À l'heure actuelle, le FPGA est principalement utilisé dans la construction précoce et à moyen terme de l'industrie des communications et est progressivement remplacé par l'ASIC à un stade ultérieur.

Autres applications

Le FPGA est également largement utilisé dans la sécurité, l'industrie et d'autres domaines. Par exemple, des protocoles tels que l'encodage et le décodage vidéo dans le domaine de la sécurité peuvent être traités par FPGA dans le processus de collecte de données frontale et de contrôle logique. . Le domaine industriel utilise principalement des FPGA plus petits pour répondre au besoin de flexibilité. De plus, comme le FPGA présente une fiabilité relativement élevée, il est également largement utilisé dans les domaines militaire et aérospatial. À l'avenir, à mesure que la technologie continue de s'améliorer, les processus associés seront mis à niveau et transformés dans de nombreux nouveaux secteurs tels que le big data, les FPGA auront des perspectives d'application plus larges. Avec la construction des réseaux 5G, les FPGA seront largement utilisés dans un premier temps, et de nouveaux domaines tels que l'intelligence artificielle utiliseront également davantage les FPGA.

En février 2021, le FPGA (field programmable gate array) qui est d'abord acheté puis conçu est appelé « puce universelle ». Jingwei Qili Company, l'une des premières entreprises chinoises à développer, produire et vendre de manière indépendante des puces FPGA à usage général par lots, a finalisé son investissement de 300 millions de yuans pour construire une nouvelle génération de projets nationaux de R&D et d'industrialisation de puces FPGA à Yizhuang. .

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