Specializované mikroprocesory pro průmysl, vědu a výzkum - hradlová pole FPGA, Čína
rozcestník procesor a integrovaný obvod, počítačový hardware a elektronika celkově
1 úvod
2. základní struktura - tři část1 FPGA obvodů
3. historie, základní struktura a použití
4 . konfigurace FPGA obvodů a druhy řídících členů
Ch. továrna tchajwanské společnosti TSMC v Drážďanech - studijní program rozvoje talentů na Tchaj-wanu
rozcestník Čína a Indie
rozcestník v zajetí počítačů, procesor a integrovaný obvod, počítačový hardware a elektronika celkově
V zajetí počítačů - Blog iDNES.cz
V zajetí počítačů II - 32 bitový procesor - Blog iDNES.cz
Ac3 V zajetí počítačů 3 (matematická logika a technika, logická hradla logické funkce ) - Blog iDNES.cz
Ac odkaz na rozcestník matematika a kybernetika V zajetí počítačů, elektroniky a kybernetiky 4 - Blog iDNES.cz
"hardwarová šestka" t (příspěvek o počítačovém hardware) V zajetí počítačů 6 "h" - jak zprovoznit počítač technicky, telekomunikační úřad Brno - Blog iDNES.cz
"softwarová šestka" Jak se připojit k internetu 6 "s" - internetové účty, blogy a navigace, HTML - Blog iDNES.cz
továrna počítačových čipů v Drážďanech (v rámci příspěvku o Německo) Večer v Hamburku, rozcestník němčina a Německo - Blog iDNES.cz
Specializované mikroprocesory pro průmysl, vědu a výzkum - hradlová pole FPGA (tento příspěvek)
VUT Brno "osciloskop" Co se děje kolem elektřiny 4 - osciloskop a měřící přístroje, Tesla Brno a Metra Blansko - Blog iDNES.cz
počítače například vyráběla Zbrojovka Brno (odkaz na rozcestník Zbrojovka, Zetor, elektrotechnika a zemědělské stroje) Cesty elektrické energie 11 - rozvody a jištění v průmyslu (Zetor a Zbrojovka) - Blog iDNES.cz
Východní identita na základě cesty do Pekingu - studium počítačů na Thaj wanu - Blog iDNES.cz
1 úvod
V některých případech jsou ovšem specializované mikroprocesory konstruována tak - aby bylo možno tento účel pozměnit a to bud přímo tzv. v terénu - nebo alespoň v poslední fázi výroby.
Z konstrukčního a technologického hlediska FPGA obvod je integrovaný obvod..
Snad ještě zmínka o předchozích generacích počítačů - z hlediska členění přístrojů od celků k jednotlivostem procesory předchozích generací bylo možno zařadit do kategorie "modul" - kdežto mikroprocesory jako FPGA obvody je možno považovat jak za modul - tak za součástku, druh integrovaného obvodu (+ přídavný řídící člen) .
2. základní struktura - tři část1 FPGA obvodů
Programovatelné specializované mikroprocesory svou strukturou tak trochu připomínají železniční stanici
2.1 programovatelná část - řídící člen (něco jako dispečing) - zpravidla se připojuje vně - třeba jako přídavná flash
2.2 programovatelná část - vlastní hradlové pole - FPGA obvody v užším smyslu (už součást mikroprocesoru) - také označení jako spínač - nebo přepínač - připomíná hradlo u železniční stanice
2.3 fixní část mikroprocesoru
3. historie, základní struktura a použití
PROGRAMOVÁNÍ V TERÉNU
První předchůdci FPGA byly programovatelné paměti PROM, které však nebyly příliš úsporné. Jejich postupným vylepšováním vyrobila první FPGA v roce 1984 firma Xilinx.
Programovatelné hradlové pole, programovatelné integrované obvody i jako mikroprocesory, antipojistky
Programovatelná hradlová pole (FPGA, anglicky Field Programmable Gate Array) je v elektronice typ logického integrovaného obvodu, který je vyroben tak,
aby mohl být naprogramován až u zákazníka.
"PROGRAMOVÁNÍ V TERÉNU"
Obsahuje pole programovatelných logických obvodů (PLD), logických bloků, umožňuje je navzájem propojit a tím vytvořit takřka libovolné číslicové zařízení (například mikroprocesor, řídící obvod síťové karty a podobně). Tím se odlišuje od zákaznických integrovaných obvodů (ASIC), jejichž funkce je dána již při výrobě.
Charakteristika
FPGA obvody dnes nacházejí uplatnění v široké škále aplikací díky své programovatelnosti, snadnému návrhu, flexibilitě, neustále klesajícím cenám a zvolna se snižující spotřebě energie vlastním čipem. Typické použití je v oblasti menších sérií navrhovaných zařízení, kdy se nevyplatí návrh zákaznického integrovaného obvodu a současně konvenční řešení systému s procesorem už není vhodné. Další aplikace můžeme nalézt například v oblasti prototypování složitějších zákaznických integrovaných obvodů. Velká programovatelná hradlová pole dnes umožňují i implementaci komplikovaných procesorů.
Kromě FPGA obvodů se lze běžně setkat i s tzv. CPLD obvody (Complex Programmable Logic Devices). CPLD použijeme spíše na návrh jednoduché propojovací logiky při integraci složitějších prvků (glue logic).
Existují také programovatelná analogová pole (FPAA).
4 . konfigurace FPGA obvodů a druhy řídících členů
Technologie FPGA obvodů
Rozeznáváme dva základní typy FPGA podle uložení konfigurace: FPGA s volatilní a FPGA s nevolatilní konfigurací.
4. 1 FPGA s volatilní konfigurací ukládají konfigurační informace do paměťových buněk typu SRAM.
Výhody:
Snadná konfigurace a rekonfigurovatelnost i za běhu systému.
K výrobě FPGA s volatilní konfigurací je používán standardní technologický proces CMOS bez dodatečných kroků a proto jsou SRAM obvody vždy o jednu až dvě technologické generace napřed před ostatními FPGA.
Nevýhody:
Programovatelný obvod musí být po startu systému nakonfigurován – k tomu je obvykle potřeba externí paměť a jednoduchý řadič, to znamená větší potřebný prostor na desce s plošnými spoji a více součástek, dále konfigurace může trvat až stovky milisekund.
Je těžší zajistit zabezpečení intelektuálního vlastnictví, protože konfiguraci obvodu lze obvykle jednoduše vyčíst z konfigurační paměti.
4. 2 FPGA s nevolatilní konfigurací ukládá konfigurační bity typicky ve flash paměti, EEPROM, nebo tzv. antifuses (antipojistky).
Nevýhody: obtížnější změna konfigurace
Výhody: lepší zabezpečení intelektuálního vlastnictví, vyšší odolnost proti radiaci.
Vlastnosti jednotlivých technologií:
Antipojistky
antifuse je v nenaprogramovaném stavu rozpojená a programováním se propojí (opak pojistky) – vytvoří se rezistivní spojka. FPGA je konfigurovatelné pouze mimo cílovou aplikaci.
EEPROM/flash FPGA umožňují jak programování v aplikaci, tak před vlastním použitím.
Jazyky pro syntézu hradlových polí
V počátcích programovatelných obvodů se pro návrh používaly proprietární jazyky (např. ABEL) či kreslení schemat.
Hlavními jazyky pro programování obsahu hradlových polí jsou dnes VHDL a Verilog. Někteří výrobci nabízejí i proprietární jazyky a nástroje, jako např. AHDL od firmy Altera. Jednodušší návrhy bývá rovněž možné nakreslit pomocí grafických editorů.
Návrh obvodu popisujeme na RTL úrovni, jako sadu registrů propojených kombinační logikou realizující logické operace. Výhodou použití RTL úrovně je práce na vysokém stupni abstrakce – jeden řádek zdrojového kódu je v hardware reprezentován typicky desítkami/stovkami hradel, což zvyšuje produktivitu práce a zpřehledňuje vlastní návrh. RTL popis systému je posléze konvertován do konfiguračního souboru FPGA obvodu v několika krocích (syntéza, mapování, rozmístění a propojení, generování konfiguračního souboru).
Výrobci hradlových polí
Intel (dříve Altera)
Lattice semiconductor
Xilinx vlastněný AMD
Microsemi (dříve Actel) vlastněný firmou Microchip
Literatura
Šťastný Jakub: FPGA prakticky, BEN - technická literatura, 2011, ISBN 978-80-7300-261-9
Pinker Jiří, Poupa Martin: Číslicové systémy a jazyk VHDL, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-198-5
Král Jiří: Řešené příklady ve VHDL - Hradlová pole FPGA
5. studijní program rozvoje talentů na Tchaj-wanu
STUDIUM V ZAHRANIČÍ NA TCHAJ-WANU - PROGRAM INKUBACE (či ROZVOJ) TALENTŮ v oblati POLOVODIČŮ
Možnost získat jedinečný vhled do špičkové výroby a výzkumu v polovodičovém průmyslu a rozvojem dovedností pro profesní kariéru? To je nabídka "Semiconductor Talent Incubation Program" na Tchaj-wanu. Sasko-tchajwanský program je společnou iniciativou Svobodného státu Sasko, Technické univerzity Drážďany a TSMC. Zahrnuje studijní program a praktický výcvik na Tchaj-wanu ve společnosti TSMC, která je světovým lídrem v polovodičovém sektoru.
Nabídka
Šestiměsíční program Semiconductor Talent Incubation Program kombinuje akademické školení v oblasti polovodičů s praktickým výcvikem v TSMC. Od března 2024 do června 2024 budete studovat na National Taiwan University (Taipei). Další univerzity přibudou v roce 2025. Program kurzu se skládá z polovodičových modulů TSMC (Device/Integration, Tool/Equipment Engineering, Intelligent Manufacturing). Podrobný seznam kurzů a popisy kurzů naleznete níže v části "Nabídka kurzů v roce 2024".
Po absolvování kurzu na National Taiwan University absolvujete od července do srpna dvouměsíční praktický výcvik v Newcomer Training Center & Fab v TSMC (Taichung).
Vybraní kandidáti obdrží finanční prostředky ve výši 700,00 EUR měsíčně na své životní náklady na Tchaj-wanu, cestovní příspěvek ve výši 1.500,00 EUR kromě školného a programových poplatků. Ubytování bude zajištěno, ale účastníci si ho musí uhradit sami.
Kurzy nabízené NTU v roce 2024
Přístrojový/integrační modul
(6 ECTS) Polovodičová elektronika
(6 ECTS) Technologie integrovaných obvodů
(6 ECTS) Pevnost materiálů
(4 ECTS) Praxe s TSMC
Volitelné: (6 ECTS) Kurz obecné čínštiny
Modul Inženýrství nástrojů/zařízení
(6 ECTS) Technologie integrovaných obvodů
(6 ECTS) Elektronické obvody
(6 ECTS) Digitální řídicí systém
(4 ECTS) Praxe s TSMC
Volitelné: (6 ECTS) Kurz obecné čínštiny
Modul inteligentní výroby
(6 ECTS) Operační výzkum
(6 ECTS) Umělá inteligence
(6 ECTS) Analýza dat a strojové učení pomocí Pythonu
(4 ECTS) Praxe s TSMC
Podmínka znalost angličtiny je na úrovni B2
Kurz čínštiny bude vyučován ve večerních hodinách a nebude kolidovat s žádným z výše uvedených kurzů. Vezměte prosím na vědomí, že jazykové kurzy budou probíhat dvakrát týdně po třech hodinách. Kromě toho budou účastníci před odjezdem pozváni na intenzivní kurz čínského jazyka a mezikulturní vzdělávací seminář o Tchaj-wanu, který nabídne SUD. Podrobnosti budou brzy oznámeny.
rozcestník Čína a Indie
Východní identita na základě cesty do Pekingu - studium počítačů na Thaj wanu - Blog iDNES.cz
Jan Tomášek
Dálniční most přes Křešické údolí 3 - kinematika stavebních strojů a stavba mostů
Příspěvek by se měl zabývat především oborem zvaný kinematika - což je poměrně důležitý předmět ve stavebnictví a strojírenství - i když na rozdíl od statiky nebo dynamiky - nepřináší výsledky v cifrách - ale spíše jenom analyzuje
Jan Tomášek
Kamna na piliny - "piliňák"
Kamna na piliny mohou být součástí stolařských dílen, nebo provozoven kde se hodně brousí, hobluje - vznikají piliny a hobliny a mohou sloužit třeba k běžnému topení.
Jan Tomášek
Sněhový pluh KSP 411 / LPO 411 S - užitková železniční vozidla, uhlí a důlní lokomotivy
Když zasněží, a trať se stane skrze závěje nesjízdnou neznamená, že by vlaky vůbec neměly vyjet. Ve větších železničních stanicích jsou zpravidla pro tento účel k dispozici různá speciální železniční vozidla - třeba sněhové pluhy.
Jan Tomášek
Cesty energie 2E - jak platit za elektřinu QR kódem, elektřina, plyn a ekonomika, HE Most
Příspěvek by měl pojednávat především o administrativě a ekonomice - především z hlediska spotřebitele - jak se za elektřinu vlastně platí. Ekonomika by měla být pojednána rovněž z hlediska výroby a distribuce.
Jan Tomášek
Mechanika KFD 1 DAV - frekvence, rychlost, zrychlení / proč rychlé vozy mají velká kola
Dva obory mechaniky pohybu - kinematika a dynamika - dá se říci odlišuje právě frekvence a rychlost - tedy od zvuků periody, přes frekvenci a pootočení - dále přes rychlost úhlovou, rotační až po lineární rychlost, atlas Škoda.
Další články autora |
Tři roky vězení. Soud Ferimu potvrdil trest za znásilnění, odvolání zamítl
Městský soud v Praze potvrdil tříletý trest bývalému poslanci Dominiku Ferimu. Za znásilnění a...
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Takhle se mě dotýkal jen gynekolog. Fanynky PSG si stěžují na obtěžování
Mnoho žen si po úterním fotbalovém utkání mezi PSG a Barcelonou postěžovalo na obtěžování ze strany...
Školu neznaly, myly se v potoce. Živořící děti v Hluboké vysvobodili až strážníci
Otřesný případ odhalili strážníci z Hluboké nad Vltavou na Českobudějovicku. Při jedné z kontrol...
Rusové hlásí průlom fronty. Ukrajinská minela jim přihrála klíčové město
Premium Jako „den průlomů“ oslavují ruští vojenští blogeři pondělní události na doněcké frontě, kde se...
Pro mírové rozhovory s Ukrajinou nejsou důvody, řekl Kreml. Jednat odmítá i Kyjev
V současné době neexistují důvody pro mírové rozhovory mezi Ruskem a Ukrajinou, protože Kyjev...
KOMENTÁŘ: Jako figurky na šachovnici StB. Akce Skaut byla obří past na odboj
Premium Odboj, nebo provokace? Před pětasedmdesáti lety, v dubnu roku 1949, vrcholila u nás akce Skaut,...
Sociální nůžky se rozevírají. Češi chudnou, ač pracují, říká antropoložka
Minimální důstojná mzda pro rok 2023 činila 45 573 korun hrubého, vypočítala Platforma pro...
Precheza dostala novou pokutu za únik oxidu siřičitého, má zaplatit půl milionu
Přerovská chemička Precheza dostala za únik oxidu siřičitého do ovzduší v říjnu 2014 od České...
- Počet článků 192
- Celková karma 0
- Průměrná čtenost 1043x