今天小编要和大家分享的是可编程逻辑相关信息,接下来我将从详解FPGA的发展史和开发流程,得益于人工智能/机器学习发展,fpga智能网卡成新宠这几个方面来介绍。
可编程逻辑相关技术文章详解FPGA的发展史和开发流程
随着云计算,大数据和人工智能技术应用,单靠CPU已经无法满足各行各业的算力需求。海量数据分析、机器学习和边缘计算等场景需要计算架构多样化,需要不同的处理器架构和GPU,NPU和FPGA等异构计算技术协同,满足特定领域的算法和专用计算需求。今天,笔者带大家详细了解下FPGA技术。
FPGA是英文Field Programmable Gate Array简称,即现场可编程门阵列。它是在PLA、PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
1、 FPGA简介
FPGA普遍用于实现数字电路模块,用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置,以实现用户的需求。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性,使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。可以毫不夸张的讲,FPGA能完成任何数字器件的功能,下至简单的74电路,上至高性能CPU,都可以用FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。
2、FPGA发展史
FPGA的发展历史如下图所示。相对于PROM、PAL/GAL、CPLD而言,FPGA规模更大性能更高。
图1 FPGA发展史
FPGA芯片主流生产厂家包括Xilinx、Altera、Lattice、Microsemi,其中前两家的市场份额合计达到88%。目前FPGA主流厂商全部为美国厂商。国产FPGA由于研发起步较美国晚至少20年,目前还处于成长期,仅限于低端,在通信市场还没有成熟应用。
2015年12月,Intel公司斥资167亿美元收购了Altera公司。Altera被收购后不久即制定了英特尔处理器与FPGA集成的产品路线图。这两种产品集成的好处是可以提供创新的异构多核架构,适应例如人工智能等新市场的需求,同时能大幅缩减功耗。