¿FPGA Que son y para que sirven?

Hugo Morales Galaviz
20 May 201805:15

Summary

TLDREl guion habla sobre las FPGAs, dispositivos que permiten diseñar circuitos digitales a través de un lenguaje específico. Comparten similitudes con las impresoras 3D, siendo reprogramables y con una arquitectura que varía según el fabricante. Contienen bloques lógicos configurables, memoria RAM, puertos de entrada/salida y administradores de reloj. Las aplicaciones son variadas, desde procesamiento de señales, sistemas de visión artificial, codificación y encriptación, hasta reconocimiento de voz y aplicaciones en la aeronáutica y defensa. Destacan su versatilidad, bajo costo y tiempo de desarrollo corto.

Takeaways

  • 😀 Las FPGAs (FPGA) son dispositivos que permiten escribir un circuito digital en un lenguaje específico, como VHDL o Verilog.
  • 🔄 El término 'FPGA' es un acrónimo en inglés que significa 'Field-Programmable Gate Array', traducido como 'Matriz de Puertas Lógicas Reprogramables'.
  • 🔌 Internamente, las FPGAs se componen principalmente de cables, puertas lógicas, bloques de memoria y puertos de entrada y salida.
  • 💾 Una vez cargada la descripción del circuito, se crea físicamente en el chip, similar a cómo una impresora 3D crea objetos a partir de un archivo.
  • ♾ Las FPGAs pueden ser reprogramadas tantas veces como sea necesario, lo que les da una gran flexibilidad.
  • 🔩 La arquitectura de las FPGAs varía según el fabricante y puede incluir características únicas de ciertos modelos.
  • 🔍 Ejemplo de características de una FPGA: la Spartan 2, que tiene bloques lógicos configurables, tecnologías de memoria RAM y bloques de entrada/salida.
  • 🗄 Los bloques de memoria RAM en las FPGAs almacenan datos generados en la estrategia y se mantienen mientras la FPGA está alimentada.
  • 🕰 Los administradores digitales de reloj en las FPGAs permiten al usuario regular la señal de reloj, con opciones de calibración y modificaciones como dividir y multiplicar la señal.
  • 📊 Las aplicaciones de las FPGAs son muy amplias, incluyendo procesamiento de señales, sistemas de visión artificial, codificación y encriptación, reconocimiento de voz, y aplicaciones aeronáuticas y de defensa.
  • 🛠 Las FPGAs son una herramienta valiosa en el diseño de circuitos lógicos debido a su bajo costo, corto tiempo de desarrollo y capacidad de reprogramación, lo que ofrece flexibilidad y versatilidad.

Q & A

  • ¿Qué son las FPGAs?

    -Las FPGAs son dispositivos que permiten escribir un circuito digital usando un lenguaje específico.

  • ¿Qué significa FPGA?

    -FPGA es un acrónimo en inglés que significa 'Field Programmable Gate Array' o 'Matriz de Puertas Programable en Campo'.

  • ¿Cómo se programan las FPGAs?

    -Las FPGAs se programan descargando un archivo generado a partir de la descripción del circuito.

  • ¿Qué componentes internos tienen las FPGAs?

    -Internamente, las FPGAs se componen de cables, puertas lógicas, tablas y puertos de entrada y salida.

  • ¿Cuál es una analogía útil para entender las FPGAs?

    -Una analogía útil es que las FPGAs son el equivalente de las impresoras 3D para los circuitos digitales.

  • ¿Qué son los bloques lógicos configurables en las FPGAs?

    -Los bloques lógicos configurables son componentes fundamentales de las FPGAs que implementan casi todas las funciones lógicas en el chip.

  • ¿Qué función tienen los bloques de entrada/salida en las FPGAs?

    -Estos bloques controlan el flujo de datos entre los pines de entrada y salida, determinando qué datos están entrando y cuáles están saliendo.

  • ¿Qué papel juegan los bloques de memoria RAM en las FPGAs?

    -Los bloques de memoria RAM almacenan la información de los datos generados y mantienen los datos guardados mientras la FPGA está alimentada.

  • ¿Qué son las celdas de interconexión en las FPGAs?

    -Las celdas de interconexión permiten la comunicación entre los diferentes bloques de la FPGA, facilitando el flujo de datos entre ellos.

  • ¿Qué es un administrador digital del reloj en las FPGAs?

    -Un administrador digital del reloj permite regular diferentes características de la señal de reloj de una FPGA, incluyendo el cambio de fases y la modificación de la señal.

  • ¿Cuál es una aplicación principal de las FPGAs?

    -La principal aplicación de las FPGAs es el procesamiento digital de señales (DSP) debido a su alta frecuencia de trabajo y capacidad de procesamiento en paralelo.

  • ¿Por qué se utilizan las FPGAs en sistemas de visión artificial?

    -Las FPGAs se utilizan en sistemas de visión artificial porque pueden manejar grandes volúmenes de imágenes y tratar imágenes en tiempo real para detectar objetos y reconocer rostros.

  • ¿Cómo contribuyen las FPGAs en la codificación y encriptación?

    -Las FPGAs son eficientes en la codificación y encriptación debido a su capacidad para manejar grandes volúmenes de información y realizar operaciones aritméticas complejas.

  • ¿Qué importancia tienen las FPGAs en el reconocimiento de voz?

    -Las FPGAs son muy eficientes en el reconocimiento de voz, ya que pueden comparar la voz de una persona con patrones previamente almacenados de manera rápida y precisa.

  • ¿Qué aplicaciones tienen las FPGAs en la aeronáutica y defensa?

    -En aeronáutica y defensa, las FPGAs se emplean debido a sus excelentes características para manejar grandes volúmenes de datos y realizar operaciones complejas en tiempo real.

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