ASICをFPGAチップに置き換える主な要因は消費電力です

FPGA、中国語は、ASIC（特定用途向け集積回路）の分野のセミカスタム回路として、PAL、GAL、CPLDなどの他のいくつかのプログラマブルデバイスに基づいて開発されたフィールドプログラマブルゲートアレイを意味します。カスタム回路の欠点だけでなく、元のプログラマブルゲートデバイス回路の欠点も克服します。 ASICよりも理由はありますが、ASICに取って代わることはできません。主な理由は消費電力です。たとえば、スマートフォンで使用されており、FPGAのチップによりリチウム電池の電池寿命が短くなります。

FPGAをより直感的に理解したい場合は、ケースを挙げてください。

パーソナルコンピュータの分野では、英国と米国の研究者が2010年12月に、FPGAチップに1,000コアを効果的に統合し、数百万のトランジスタのようなマイクロチップを製造する中央処理装置を開発しました。 FPGAは、実際にはASICに比べて半製品です。ユーザーが特定の回路にインストールできます。それらの機能は工場で設定されていません。このようにして、ユーザーはトランジスタを1つの「小さな部門」に分割できます。各「小さな部門」は、さまざまなタスクを完了する必要があります。

FPGAはより多くの製品設計に適応する必要があるため、必要な構成は実際にはより多く、消費電力は当然はるかに大きくなります。したがって、高速動作の実現、消費電力とコストの削減、クロック管理の最適化、および現在の幅広いPCBとのFPGAの並列設計の複雑さの軽減は、FPGAシステム設計の考慮事項の重要な問題です。大容量、高速、低消費電力がFPGA開発の焦点となっています。

まず、大容量。容量は、FPGAの最も基本的な技術パラメータです。ニッケル水素電池やリチウム電池が容量を必要とするように、容量が大きいほど、FPGA開発の新しい分野が増えます。したがって、新しいプロセスチップがリリースされるたびに、リチウム電池を例にとると、携帯機器用のニッケル水素電池の初期の交換から、その後の車載リチウム電池の登場まで、チップ容量を増やすことを意味します。容量を増やすために。技術の進歩に伴い、スマート発電所のエネルギー貯蔵システム用の大容量リチウムイオン電池もこの分野でますます推進されています。

第二に、高率。今日のマルチメディア製品テクノロジーのボトルネックの多くは、低速、「カード」マシン、さらに悪いことにクラッシュを特徴としています。これはデータシステムの問題、つまり帯域幅です。 FPGAの幅広いアプリケーションを促進するために、現在人気のあるFPGAはさまざまな高速バスを提供できます。 FPGAは、高速データ伝送の問題を解決するために、さまざまな規格の高速伝送に柔軟性を提供する高速シリアルI / O（帯域幅）を提供します。

第三に、低消費電力。電子製品の互換性の開発傾向が明らかになるにつれ、FPGAはより多くの互換性を設定し、したがってより多くの電力を消費するため、消費電力は電子製品の開発で考慮しなければならない問題になっています。さらに、電子製品自体はより多くの電力消費を必要とします。このスーパーインポーズされた消費電力により、FPGAはプロ仕様のASICに取って代わることができなくなります。さらに、すべてのバッテリ駆動のハンドヘルドアプリケーションがFPGAを直接使用できるわけではありません。たとえば、大容量のリチウム電池を必要とするiPhone 4は、1日使用できない1回の充電で、高出力FPGAチップを使用するのには明らかに適していません。

記事の冒頭で述べたように、FPGAチップは徐々に多くのアプリケーションシステムのコアになりました。急速な開発に直面して、FPGAは、絶えず改善されているプロトコルシステムと継続的に提案されているプラットフォーム最適化要件に対応するために、より強力な動的プログラミング機能を備えている必要があります。

これらは、大（容量）、高（レート）、低（消費電力）、および強（動的）の4つの要素として要約できますが、低消費電力は他の3つの要素のサポートと補足です。

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