FPGA的工作方式有着什么样的特点

(文章来源:志趣空间)
fpga(现场可编程门阵列),它是作为专用集成电路(asic)领域中的一种半定制电路而出现的,一般来说比asic(专用集成电路)的速度要慢,实现同样的功能比asic电路面积要大。但是fpga内部使用可配置逻辑模块(clb),输入输出模块(iob),内部连线(interconnect)等部分组成,因此fpga几乎能够实现所有的数字逻辑功能芯片,包括cpu。
以某厂某系列fpga为例,其结构简单描述为:
由上图可以看出fpga主要由大量的clb来作为最小逻辑单元,使用内部连线将这些最小的逻辑单元连接,完成更大的逻辑功能单元,再与这些iob连接完成最终结果或信号的输入输出。每个slice内部都包含有查找表(lut)和寄存器(reg),查找表本质为一个sram,内部存储着数字逻辑功能的真值表,真值表(sram)的输出连接到寄存器(reg)或者连接到别的slice里的真值表作为输入,组合成更大的逻辑。
例如:使用2输入查找表(即只能输入2个信号)完成d=(a与b)或c;的逻辑功能。
由以上的例子可以看出fpga与cpu,gpu和dsp等的工作方式有着本质的区别,它的工作方式不再是获取指令,解码指令,执行指令,而是在一个芯片内部去以真值表为器件来画逻辑电路图,因此fpga的开发属于硬件开发,它也有布局,布线,以及因布线长度延迟等造成的竞争冒险和亚稳态等电气特性。
从fpga的基本结构可以看出fpga内部逻辑单元,类似于人脑的神经单元,但是由于目前fpga的逻辑单元里的逻辑功能固化之后不能实时动态的改变,就像画好的电路图制成电路板之后不能动态的变化一样,因此若是fpga也能与人脑的神经单元一样,可以实时改变状态改变里面的逻辑,则或许真正的人工智能将不再遥远,机器也将可以真正同人类一样拥有思维。

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