フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ

21年2023月XNUMX日～頃 2 分読むのに数分

フィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) とは何ですか?

フィールドプログラマブルゲートアレイ (FPGA) は、顧客または設計者が製造プロセス後に要件に応じて再構成できる集積回路です。このカスタマイズには、ゲート、スイッチ、ルーティングチャネルのセットの選択と配置が含まれます。 FPGA のプログラミングは、単一の単純な論理ゲートから複数の複雑な機能まで多岐にわたります。

ユーザーは、Verilog や VHDL などのプログラミング言語を使用して FPGA を直接プログラムし、ニーズに合わせたカスタムハードウェア機能を作成します。

FPGA は新しいテクノロジーではなく、40 年以上前から存在する既存のテクノロジーを組み合わせたものであることに注意することが重要です。 Arduino ボードを使用したことがある場合は、すでに FPGA テクノロジについてある程度の経験があるかもしれません。

FPGA のコンフィギュレーションは、通常はエンドアプリケーションにインストールされた後に、リモートで実行できます。

プログラマビリティにより、同じ FPGA をさまざまな異なるアプリケーションに使用できます。この機能により、このデバイスは最小限の初期費用で新しいデザインのプロトタイプを作成するのにも適しています。

どこで使用されますか?

FPGA は、ソフトウェアの柔軟性と特定用途向け集積回路 (ASIC) のハードウェアパフォーマンスを組み合わせたプログラマブルロジックの一種です。

その結果、FPGA は特定の用途に合わせて調整できる非常に高性能なチップになります。これらは、電気通信、軍事、航空宇宙、金融などのハイパフォーマンスコンピューティング分野で主な用途に使用されています。 FPGA は、ビットコインやその他の暗号通貨のマイニングにも使用されます。

汎用プロセッサに対する FPGA の主な利点は、電力使用量、サイズ、速度の点での効率です。これらの要素は、計算数が増加するにつれてますます重要になります。ハードワイヤードの ASIC 実装とは異なり、FPGA は柔軟性が高く、ハードウェア実装上で実行されるソフトウェアを変更することなくハードウェア実装を変更できます。

FPGA は、暗号通貨マイニングからオーディオ処理に至るまで、さまざまなアプリケーションで利用されています。これらは、特定の目的のために設計され再利用できない特定用途向け集積回路 (ASIC) に代わる柔軟な代替手段となります。

以前は、FPGA はほとんどの企業にとって高価であると考えられていました。しかし、最近の開発により、より手頃な価格になり、起業家やエンジニアの間で興奮が高まっています。

FPGA は、まったく異なるアプリケーション向けにプログラムできます。今日、特定のプラットフォームを 1 つの仕事に使用し、明日はまったく別の仕事に使用することができます。すべて、ゼロから始める必要はありません。

用語解説

フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ