鎳氫電池與鋰電池對于容量的要求一樣嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-05 16:24
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FPGA，中文意為現(xiàn)場可編程門陣列，是在其他幾種可編程器件，如PAL、GAL、CPLD的基礎上發(fā)展起來的，作為ASIC（專用集成電路）領域中的一種半定制電路，它既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程門器件電路數有限的缺點。雖然相比較ASIC有更優(yōu)秀的理由，但它并不能取代ASIC，主要原因在于功耗，比如，用在智能手機上，采用FPGA的芯片使鋰電池的續(xù)航能力更弱。
如欲更直觀地了解FPGA可以舉出一個案例。
在個人電腦領域，英美研究人員在2010年12月開發(fā)出一款中央處理器，將1000個內核有效集成于一個FPGA芯片上，這使得微晶片像含有數百萬個晶體管一樣，而晶體管是任何電路的基本組成部分。FPGA實際上是一種相對于ASIC的半成品，可以由用戶安裝到特定電路上，它們的功能并不是在出廠時就設定好的，這樣一來，用戶可以將晶體管劃分為一個個“小部門”，要求每個“小部門”完成不同的任務。
由于FPGA要適應更多的產品設計，因而其必要的配置事實上更多一些，如此一來，功耗自然大的多。所以，實現(xiàn)快速運行，降低功耗和成本，優(yōu)化時鐘管理并降低FPGA與目前通用范圍廣泛的PCB并行設計的復雜性是FPGA系統(tǒng)設計考慮的關鍵問題。大容量、高速率和低功耗已經成為FPGA的發(fā)展重點。
一、大容量。容量是FPGA最基本的技術參數，就象鎳氫電池與鋰電池對于容量的要求一樣，容量越大，則意味著FPGA拓展的新領域越多。因此，每次新工藝芯片的發(fā)布，都意味著芯片容量的增加，用鋰電池來打比方，從最早替代鎳氫電池用于便攜式電器，到后來因為容量增加而出現(xiàn)了車用動力鋰電池，隨著技術發(fā)展，用于智能電站儲能系統(tǒng)的更大容量鋰電池也正在該領域得到日益普遍的推廣。
二、高速率。如今的多媒體產品技術瓶頸很多表現(xiàn)為速度過慢，出現(xiàn)“卡”機的情況，更有甚者出現(xiàn)死機，這是數據系統(tǒng)問題，也就是帶寬問題。為推進FPGA更廣泛的應用，當前流行的FPGA都可以提供各種高速總線。為解決數據高速傳輸問題，F(xiàn)PGA提供高速串行I/O（帶寬），為不同標準的高速傳輸提供靈活性。
三、低功耗。隨著電子產品的兼容性發(fā)展趨勢更加明顯，功耗成為電子產品開發(fā)必須考慮的問題，因為FPGA設置了更多的兼容性，因而功耗更大，加上電子產品本身需要更大功耗，這種疊加功耗使FPGA無法替代專業(yè)ASIC。更進一步說，所有以電池供電的手持式應用都無法直接使用FPGA，如需要大容量鋰電池的iphone 4在面臨一次充電不能滿足一天使用的情況下，采用耗電量大的FPGA芯片顯然并不合適。
如在文章開頭所說的，F(xiàn)PGA芯片逐漸成為許多應用系統(tǒng)的核心，在快速發(fā)展面前，需要FPGA具有更強的動態(tài)編程能力，以容納不斷完善的協(xié)議制度，以及不斷提出的平臺優(yōu)化需求。
這些可以歸納為大（容量）、高（速率）、低（功耗）、強（動態(tài)）四要素，而低功耗是對其它三要素的支持與補充。
如欲更直觀地了解FPGA可以舉出一個案例。
在個人電腦領域，英美研究人員在2010年12月開發(fā)出一款中央處理器，將1000個內核有效集成于一個FPGA芯片上，這使得微晶片像含有數百萬個晶體管一樣，而晶體管是任何電路的基本組成部分。FPGA實際上是一種相對于ASIC的半成品，可以由用戶安裝到特定電路上，它們的功能并不是在出廠時就設定好的，這樣一來，用戶可以將晶體管劃分為一個個“小部門”，要求每個“小部門”完成不同的任務。
由于FPGA要適應更多的產品設計，因而其必要的配置事實上更多一些，如此一來，功耗自然大的多。所以，實現(xiàn)快速運行，降低功耗和成本，優(yōu)化時鐘管理并降低FPGA與目前通用范圍廣泛的PCB并行設計的復雜性是FPGA系統(tǒng)設計考慮的關鍵問題。大容量、高速率和低功耗已經成為FPGA的發(fā)展重點。
一、大容量。容量是FPGA最基本的技術參數，就象鎳氫電池與鋰電池對于容量的要求一樣，容量越大，則意味著FPGA拓展的新領域越多。因此，每次新工藝芯片的發(fā)布，都意味著芯片容量的增加，用鋰電池來打比方，從最早替代鎳氫電池用于便攜式電器，到后來因為容量增加而出現(xiàn)了車用動力鋰電池，隨著技術發(fā)展，用于智能電站儲能系統(tǒng)的更大容量鋰電池也正在該領域得到日益普遍的推廣。
二、高速率。如今的多媒體產品技術瓶頸很多表現(xiàn)為速度過慢，出現(xiàn)“卡”機的情況，更有甚者出現(xiàn)死機，這是數據系統(tǒng)問題，也就是帶寬問題。為推進FPGA更廣泛的應用，當前流行的FPGA都可以提供各種高速總線。為解決數據高速傳輸問題，F(xiàn)PGA提供高速串行I/O（帶寬），為不同標準的高速傳輸提供靈活性。
三、低功耗。隨著電子產品的兼容性發(fā)展趨勢更加明顯，功耗成為電子產品開發(fā)必須考慮的問題，因為FPGA設置了更多的兼容性，因而功耗更大，加上電子產品本身需要更大功耗，這種疊加功耗使FPGA無法替代專業(yè)ASIC。更進一步說，所有以電池供電的手持式應用都無法直接使用FPGA，如需要大容量鋰電池的iphone 4在面臨一次充電不能滿足一天使用的情況下，采用耗電量大的FPGA芯片顯然并不合適。
如在文章開頭所說的，F(xiàn)PGA芯片逐漸成為許多應用系統(tǒng)的核心，在快速發(fā)展面前，需要FPGA具有更強的動態(tài)編程能力，以容納不斷完善的協(xié)議制度，以及不斷提出的平臺優(yōu)化需求。
這些可以歸納為大（容量）、高（速率）、低（功耗）、強（動態(tài)）四要素，而低功耗是對其它三要素的支持與補充。
