FPGA 칩은 어디에 사용될 수 있나요?

FPGA 칩은 맞춤형 회로의 단점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라 원래 프로그래밍 가능 장치의 게이트 수가 제한된 단점도 극복할 수 있습니다. 비디오 분할 시스템, 데이터 지연 및 저장 설계, 통신 산업 및 기타 분야에 적용될 수 있습니다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 10 시스템, Dell G3 컴퓨터.

FPGA 칩은 어디에 사용될 수 있나요?

FPGA(Field Programmable Gate Array)는 PAL(Programmable Array Logic), GAL(General Array Logic)과 같은 프로그래밍 가능한 장치를 기반으로 더욱 개발된 제품입니다. 주문형 회로의 단점을 해결할 뿐만 아니라 원래 프로그래밍 가능 장치의 제한된 게이트 수의 단점도 극복한 ASIC(주문형 집적 회로) 분야에서 세미 맞춤형 회로로 나타납니다.

산업 응용

영상 분할 시스템

최근에는 대규모 마스터 제어 시스템의 사용이 점차 확대되고 있으며, 관련 영상 분할 기술의 수준도 점차 향상되고 있습니다. 많은 응용 분야에서 스크린 접합 디스플레이 방법은 비디오 신호를 표시하는 데 사용되며 대형 스크린 디스플레이를 사용해야 하는 일부 장면에서 널리 사용됩니다.

기술이 발전함에 따라 비디오 분할 기술이 점차 성숙해지면서 선명한 비디오 이미지에 대한 사람들의 기본 요구 사항을 충족합니다. FPGA 칩 하드웨어 구조는 비교적 특수하며 사전 편집된 논리 구조 파일을 사용하여 내부 구조를 조정하고 제한된 용도로 사용할 수 있습니다. 다양한 논리 장치의 연결과 위치를 조정하고 데이터 라인 경로를 적절하게 처리할 수 있는 유연성과 적응성은 사용자 개발 및 적용을 용이하게 합니다. 비디오 신호를 처리할 때 FPGA 칩은 자체 속도와 구조적 이점을 최대한 활용하여 탁구 기술과 파이프라인 기술을 구현할 수 있습니다. 외부 연결 과정에서 칩은 병렬 데이터 연결을 사용하여 이미지 정보의 비트 폭을 넓히고 내부 논리 기능을 사용하여 이미지 처리 속도를 높입니다. 이미지 처리 및 기타 장치에 대한 제어는 캐시 구조 및 클럭 관리를 통해 이루어집니다. 전체 설계 구조에서 FPGA 칩은 복잡한 데이터의 보간 처리, 추출 및 저장의 핵심이며 시스템의 안정적인 작동을 보장하는 전반적인 제어 역할도 수행합니다. 또한 비디오 정보 처리는 다른 데이터 처리와 다르며 충분한 데이터 전송 속도를 보장하기 위해 칩에 특수 논리 장치와 RAM 또는 FIFO 장치가 필요합니다.

데이터 지연 및 저장 설계

FPGA에는 프로그래밍 가능한 지연 디지털 장치가 있으며 동기식 통신 시스템, 시간 수치 시스템 등과 같은 통신 시스템 및 다양한 유형의 전자 장비에 널리 사용됩니다. 주요 설계 방법에는 CNC 지연 라인이 포함됩니다. 방식, 메모리 방식, 카운터 방식 등이 있다. 그 중 메모리 방식은 주로 FPGA의 RAM이나 FIFO를 이용하여 구현된다.

FPGA를 사용하여 SD 카드 관련 데이터를 읽고 쓰는 것은 특정 알고리즘의 필요에 따라 프로그래밍할 수 있으며, 실제 조건의 변화에 ​​따라 읽기 및 쓰기 작업의 지속적인 업데이트를 실현하도록 FPGA 칩을 프로그래밍할 수 있습니다. 이 모드에서는 원래 칩만 사용하여 SD 카드를 효과적으로 제어할 수 있으므로 시스템 비용이 크게 절감됩니다.

통신 산업

일반적으로 통신 산업은 비용, 운영 등 다양한 요소를 고려합니다. 단말 장치가 많은 곳에서는 FPGA 사용에 상대적으로 기지국이 가장 적합합니다. 기지국 FPGA 칩의 거의 모든 보드가 필요하며 모델은 비교적 고급형이며 복잡한 물리적 프로토콜을 처리하고 논리적 제어를 구현할 수 있습니다. 동시에 기지국의 논리 링크 계층과 물리 계층 프로토콜 부분을 정기적으로 업데이트해야 하기 때문에 FPGA 기술도 더 적합합니다. 현재 FPGA는 통신 산업의 초기 및 중기 구축에 주로 사용되며 후기에는 점차 ASIC으로 대체됩니다.

기타 애플리케이션

FPGA는 보안, 산업 및 기타 분야에서도 널리 사용됩니다. 예를 들어 보안 분야의 비디오 인코딩 및 디코딩과 같은 프로토콜은 프런트 엔드 데이터 수집 및 논리 제어 과정에서 FPGA로 처리될 수 있습니다. . 산업 분야에서는 유연성에 대한 요구를 충족하기 위해 주로 소형 FPGA를 사용합니다. 또한 FPGA는 상대적으로 신뢰성이 높기 때문에 군사 및 항공우주 분야에서도 널리 사용됩니다. 앞으로는 기술이 지속적으로 향상됨에 따라 관련 프로세스가 업그레이드되고 빅데이터 등 많은 새로운 산업에서 FPGA의 응용 가능성이 더 넓어질 것입니다. 5G 네트워크 구축으로 초기 단계에서는 FPGA가 널리 활용될 것이며, 인공지능(AI) 등 새로운 분야에서도 FPGA의 활용이 더 많아질 것이다.

2021년 2월, 먼저 구매 후 설계한 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 '유니버설 칩'이라고 합니다. 범용 FPGA 칩을 독립적으로 개발, 생산 및 판매하는 중국 최초의 기업 중 하나인 Jingwei Qili Company는 이좡에서 차세대 국내 FPGA 칩 R&D 및 산업화 프로젝트를 구축하기 위해 3억 위안을 투자하기로 최종 결정했습니다. .

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