सबसे सस्ता FPGAs? [बन्द है]

Question

FPGAs को कितना सस्ता मिलता है? मुझे पता है कि वे तुलनात्मक क्षमता के माइक्रोप्रोसेसरों की तुलना में अधिक महंगे हैं, लेकिन मुझे आश्चर्य है कि अगर कोई डीएसपी कार्यक्षमता (मीडिया कोडेक्स) लागू करने के लिए उपलब्ध फाटकों को छोड़ते हुए FPGAs मौजूद है जिसमें एक माइक्रोब्लेज़ सॉफ्ट कोर चल लिनक्स हो सकता है, उदाहरण के लिए प्रतिस्पर्धी मूल्य के साथ। , कहते हैं, एक कोर्टेक्स ए 8 ($ 20-30 मात्रा में। ~ 100)।

(माफी अगर मेरी शब्दावली गैर-मुहावरेदार है, तो गलत है। कृपया सुधार के साथ टिप्पणी करें, या सीधे संपादित करें।)

Comments

(बेशर्म प्लग) GNU रेडियो (USRP2) एक डीईएम ब्लॉक के एक गुच्छा के साथ बंडल AEMB का उपयोग करता है। यह सॉफ्टवेयर-परिभाषित रेडियो वास्तव में अच्छी तरह से करता है - aeste.my/node/29

— sybreon

@sybreon पर्याप्त रूप से मैं अपने वरिष्ठ डिजाइन प्रोजेक्ट पर USRP2 का उपयोग कर रहा हूं - अच्छा

— onaclov2000

संबंधित: "सस्ते FPGA देव बोर्ड"

— davidcary

हाल ही में (2014) राउंडअप: edn.com/electronics-products/electronic-product-reviews/…

— Fizz

Answer 1

मैंने हाल ही में FPGA के ऑनलाइन सम्मेलन में मुख्य वक्ता के रूप में भाग लिया है "क्या आपका अगला प्रोसेसर FPGA होना चाहिए।"

FPGA मूल रूप से किसी भी अनुप्रयोग में समझ में आता है जिसमें अत्यधिक समांतर कार्य धाराओं की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है उदाहरण के लिए पैदल चलने वालों को खोजने के लिए फुल एचडी छवियों का विश्लेषण किया गया था।

आपको याद रखने वाली बात यह है कि आपको हर बार अपनी FPGA को इनिशियलाइज़ करना होगा, क्योंकि मुझे लगता है कि FPGA का Xilinx (जिसमें ऑन-चिप ARM कोर है) एक अच्छा विकल्प है, लेकिन शायद महंगा है। चिप फ्लैश के साथ एक्टेल वालों को देखना उपयोगी भी हो सकता है।

प्रदर्शन के लिए, कंपनी BDTI ने उच्च समानांतर संगणना में एक बेंचमार्क किया जहां उन्होंने लगभग 40x प्रदर्शन लाभ को FPGA पर स्विच किया। दिलचस्प बात यह है कि उन्होंने समान लागतों के साथ चिप्स की तुलना की (23 $ बनाम 28 $ मुझे विश्वास है)।

यहां वे लिंक दिए गए हैं जो आपको रुचि दे सकते हैं:

पॉकेट गाइड टू प्रोसेसर चयन

FPGA सम्मेलन अभिलेखागार (नि: शुल्क पंजीकरण, लेकिन इस जवाब के बाद लगभग 6 महीने के लिए ही उपलब्ध है)

आप वास्तव में MPG या Mhz आँकड़ों के आधार पर FPGA आधारित प्रणालियों के प्रदर्शन की तुलना नहीं कर सकते। जिस तरह से कुछ कार्यों को संसाधित करने के लिए एक FPGA का उपयोग किया जाता है वह बस एक माइक्रोकंट्रोलर से बहुत अलग है। FPGA के लिए फर्मवेयर का डिज़ाइन कुछ ऐसा है जिसे आपको VHDL का उपयोग करना होगा, उदाहरण के लिए, जो असेंबली के समान है। एब्स्ट्रक्शन का एक रजिस्टर ट्रांसफर लेवल (RTL)। अधिक अमूर्तता प्रदान करने के लिए कुछ वातावरण का उत्पादन किया जा रहा है, लेकिन ये अभी भी अक्सर विशिष्ट विक्रेता हैं। विकिपीडिया में FPGA कोड प्रोग्राम के लिए उपलब्ध भाषाओं का एक अच्छा अवलोकन है:

विकिपीडिया: प्रोग्रामिंग FPGA

विकिपीडिया: डिजिटल सर्किट डिज़ाइन

यदि आपके पास जलाने के लिए पैसा है तो आप उदाहरण के लिए FPGA आधारित वास्तविक समय माप प्रणाली के निर्माण के लिए LabView सिस्टम का उपयोग कर सकते हैं। इसके लिए आवश्यक ये उपकरण पूरी तरह से अलग-अलग प्राइरेंज (1500 डॉलर और ऊपर) में हैं, लेकिन ग्राफिक प्रोग्रामिंग के साथ बहुत व्यापक दर्शकों के लिए ते एफपीजीए डिजाइन खोलते हैं।

अधिक से अधिक विक्रेता बोर्ड प्रदान कर रहे हैं जो विशिष्ट अतिरिक्त सुविधाओं और समानांतर प्रसंस्करण शक्ति प्रदान करने के लिए एक FPGA के साथ एआरएम चिप जैसे माइक्रोकंट्रोलर्स को जोड़ती है। ऐसे उत्पादों का एक उदाहरण यहां पाया जा सकता है: एंबेडेडर्म: एफपीजीए श्रृंखला

Answer 2

FPGAs को कितना सस्ता मिलता है? न्यूर्क के अनुसार, सबसे सस्ता एफपीजीए लगभग 10 डॉलर (सबसे कम अल्टर साइक्लोन और सबसे कम अंत वाला बिलिनक्स स्पार्टन) है। उनके पास साधारण 8-बिट सीपीयू चलाने की पर्याप्त क्षमता हो सकती है।

जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, यहां तक ​​कि सरल (यानी, एमएमयू के बिना) 32-बिट सीपीयू को 8 बिट सीपीयू के लगभग 4 गुना एफपीजीए संसाधनों की आवश्यकता होती है। ऐसे साधारण 32-बिट सीपीयू को चलाने के लिए $ 14 के आसपास लगभग पर्याप्त संसाधनों के साथ FPGAs की लागत $ 14 है। मेरी समझ यह है कि uCLinux को इनमें से कुछ FPGA सॉफ्ट CPU (जैसे NIOS II / e) में पोर्ट किया गया है - आप अपने उद्देश्यों के लिए पर्याप्त uClinux पा सकते हैं।

पूर्ण-विकसित लिनक्स को एक MMU के साथ एक CPU की आवश्यकता होती है (जैसे NIOS II / f)। एमएमयू के साथ 32-बिट सीपीयू के लिए एमएमयू के बिना 32-बिट सीपीयू के लगभग 4 गुना एफपीजीए संसाधनों की आवश्यकता होती है - इसके कारण इतने स्पष्ट नहीं हैं।

जहाँ तक मैं Xilinx Microblaze पेज से बता सकता हूँ , Microblaze soft CPU केवल Xilinx GPGAs पर चलता है।

लिनक्स को पहले ही कई अन्य सॉफ्ट सीपीयू में पोर्ट किया जा चुका है। यदि आप किसी अन्य कंपनी के FPGAs पर लिनक्स चलाना चाहते हैं, तो आप "FPGA के लिए सॉफ्ट CPU कोर" में सूचीबद्ध Linux पोर्ट को देखना चाहेंगे ।

इनमें से कई सॉफ्ट सीपीयू - एक एमएमयू सहित - एक एक्सिलिंक्स स्पार्टन एक्ससी 3 एस 400 ए (एवनेट से $ 17) पर फिट होंगे।

मैंने सुना है कि एमएमयू सहित कुछ 32-बिट सॉफ्ट सीपीयू - $ 20 एफपीजीए चिप पर "दोहरे कोर" के रूप में स्थापित करना बहुत आसान है। जो "जन रेजर" का पालन करते हैं, वे एक ही चिप पर एक दर्जन या 8-बिट सीपीयू के बजाय निचोड़ने का प्रयास कर सकते हैं।

Comments

ओपन सोर्स माइक्रोब्लेज़ इम्प्लीमेंटेशन हैं (जैसे aeMB - opencores.org/project,aemb ) जो अन्य (नॉन- Xilinx) FPGAs को पोर्ट करना चाहिए।

— mrkj

(बेशर्म प्लग) AEMB को Altera FPGAs में uC / OS-II चलाने के लिए भी जाना जाता है - aeste.my/node/7

— sybreon

Answer 3

आम तौर पर FPGA सिलिकॉन में लागू एक ही उपकरण की तुलना में बहुत अधिक खर्च होगा, क्योंकि पुन: संयोजन के कारण बहुत अधिक ओवरहेड है। तो नहीं, आप $ 20-30 के लिए एक FPGA नहीं ढूंढेंगे जिसमें ARM CPU की $ 20-30 की शक्ति हो। अब, आपको $ 20-30 के लिए एक FPGA मिल सकता है जो उस $ 20-30 ARM की तुलना में बहुत तेजी से विशिष्ट कार्य कर सकता है, लेकिन यह सामान्य कंप्यूटिंग कार्यों में इसे हरा नहीं पाएगा।

यही कारण है कि लोगों को एक ही बोर्ड पर माइक्रोकंट्रोलर और एफपीजीए चिपके हुए देखना आम है। एआरएम और पीपीसी दो सबसे आम तौर पर एक FPGA के साथ संयुक्त हैं।

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मैं समझता हूं कि मुझे एक FPGA नहीं मिलेगा जो लागत और प्रदर्शन पर एक माइक्रो धड़कता है, लेकिन ऐसा लगता है कि एक FPGA मौजूद हो सकता है जो समान चिप प्रदान करते हुए, सूक्ष्म + FPGA की लागत को हराता है, सभी एक चिप में। क्या इसका कोई मतलब है?

— 10:30

Answer 4

FPGA खरीदते समय, FPGA प्रोग्राम रखने वाली फ़्लैश मेमोरी की लागत को फैक्टर करना न भूलें। जिसे भूलना आसान है।

एक पीसीबी डिजाइनर के रूप में, FPGAs को बाहर रखना एक लाख गुना आसान है, क्योंकि आप बोर्ड बनाने के बाद भी अपने इच्छित पिनआउट को फिर से व्यवस्थित कर सकते हैं। FPGA को रूट करने के लिए आवश्यक कम परतों के साथ संभावित लागत बचत जुड़ी हुई है।

दूसरों के लिए जो FPGA बनाम CPU प्रदर्शन को पू-पू करते हैं, मैं कुछ हद तक सहमत हूं। एक वास्तविक प्रोसेसर एक प्रोसेसर की तरह कार्य करने के लिए प्रोग्राम किए गए FPGA की तुलना में वास्तविक प्रोसेसर-वाई चीजें करने में तेज होगा।

यह वास्तव में एक FPGA के लिए उचित नहीं है, हालांकि। सीपीयू "समय-सीमित" हैं; यदि आप अधिक काम करना चाहते हैं, तो आपको अधिक समय, या तेज़ प्रोसेसर की आवश्यकता है। FPGAs आमतौर पर "क्षेत्र-सीमित" होते हैं; यदि आप अधिक काम करना चाहते हैं, तो आपको एक बड़ा FPGA चाहिए।

उदाहरण के लिए, मान लें कि आप एक स्पेक्ट्रल विश्लेषक बनाते हैं जो मोनो ऑडियो सिग्नल को संभालता है। मान लें कि यह CPU समय का 70% लेता है, और आप पहले से ही सीपीयू के रूप में उपवास कर सकते हैं। आप स्टीरियो सपोर्ट नहीं जोड़ सकते, क्योंकि सीपीयू अभी इतना तेज नहीं है कि दूसरा चैनल करने से पहले उसे पहले चैनल को फिर से संभालना पड़े। लेकिन अगर आप FPGA का 70% उपयोग कर रहे हैं, तो आप बस एक बड़ा FPGA खरीद सकते हैं और दूसरे चैनल को छोड़ सकते हैं। इसे तेजी से जाने की आवश्यकता नहीं है।

अब, अगर आपने CPU के बजाय Finite State Machines और Datapaths का उपयोग करके डिजिटल डिज़ाइन डोमेन में समस्या को पोर्ट किया, तो मैं pesos को डॉलर का दांव लगाऊंगा कि FPGA सीपीयू को डिज़ाइन में बढ़ती जटिलता की कीमत पर कुचल देगा ।

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इसमें फ्लैश आधारित FPGAs (ACTEL) और कुछ SRAM-आधारित फ्लैश (Xilinx Spartan3AN, LatticeXP) भी हैं।

— शब्दांश

तुम भी बस एक तेजी से सीपीयू खरीद सकते हैं और दूसरे चैनल को छोड़ सकते हैं। अच्छी तुलना नहीं।

— user253751

@immibis आप जो कह रहे हैं वह वास्तव में ajs410 के बिंदु के समान है: एक FPGA को तेज़ होने की आवश्यकता नहीं है , इसे बड़ा होने की आवश्यकता है । यदि आप सीपीयू के साथ जाना चाहते हैं, तो आप जो कर सकते हैं वह एक दूसरा सीपीयू लाना है, जब तक कि प्रसंस्करण की प्रकृति समानांतर होती है।

— जोहान बोले

Answer 5

Xilinx ने हाल ही में ARM के साथ एक सौदा किया है , जो उन्हें FPGAs पर ARM कोर लगाने में सक्षम करेगा। दुर्भाग्य से, वे केवल टॉप-ऑफ-द-रेंज विरटेक्स उपकरणों के लिए उपलब्ध होंगे।

Comments

बहुत दिलचस्प है।

— pingswept

मुझे लगता है कि आप एआरएम कोर के बारे में केवल वीरटेक्स उपकरणों में दिखाई दे रहे हैं। प्रेस रिलीज उतना नहीं कहती है, और मुझे नहीं लगता कि आप इस तथ्य से यह अनुमान लगा सकते हैं कि PPC कोर केवल V2P, V4FX और V5FXT भागों में दिखाई देते हैं। Xilinx की वेबसाइट में "प्रदर्शन, लागत और शक्ति" के लिए अनुकूलित किए जा रहे उपकरणों का उल्लेख है (देखें xilinx.com/technology/roadmap/processing-platform.htm ); आपको लगता है कि लागत वीरटेक्स श्रृंखला के लिए एक अनुकूलन वेक्टर नहीं है।

— 15:24 बजे mrkj

साथ ही, ARM का कभी भी 7-सीरीज़ FPGAs की घोषणा ( xilinx.com/technology/roadmap/7-series-fpgas.htm ) में उल्लेख नहीं किया गया है , और इसमें PPC के साथ कोई V6 या V7 भाग नहीं है। मेरा यह सब है कि वे उच्च प्रदर्शन भागों में एम्बेडेड प्रोसेसर से दूर जा रहे हैं।

— 15:24 बजे mrkj

मुझे लगता है कि इस सौदे का परिणाम Zynq है ?

— Janus Troelsen

Answer 6

FPGA मूल्य निर्धारण अजीब है - एक बार जब आप एक फ़्रेंचाइज़ी डिस्टी से बात करते हैं, तो आप पाते हैं कि Digikey, Mouser इत्यादि में उद्धृत मूल्य, जो वे लिए जा सकते हैं, उससे कई गुना अधिक हो सकते हैं। सबसे सस्ता मैं जानता हूँ कि ट्रे qtys में GBP3 के तहत थोड़ा के लिए QFP100 में जाली EC1 है। एक SPI फ्लैश मेमोरी के लिए GBP0.40 या तो जोड़ें।

FPGA कपड़े में CPU को रखना आमतौर पर सिलिकॉन लागत के संदर्भ में अच्छा मूल्य नहीं है, लेकिन सीपीयू और FPGA के बीच तंग युग्मन और संकुल की कम संख्या जैसे अन्य कारक अलग सीपीयू का उपयोग करने के खिलाफ इष्टतम व्यापार को बदल सकते हैं।

Comments

बहुत अच्छी बात है। यह भी देखें कि Farnell कर्मचारी का यह तत्व [ element14.com/community/thread/2434] यह सुझाव देता है कि Altera Cyclone IV चिप्स $ 3 के लिए कम उपलब्ध हैं, जबकि Farnell की उनके वेब पेज पर सबसे सस्ती कीमत $ 20 के करीब है। अब, स्पष्ट रूप से अधिकांश लोग 250,000 की मात्रा में खरीद नहीं करने जा रहे हैं, लेकिन उन वितरकों को संभवतः माना जाता है, और वे कुछ हद तक 566% मार्कअप के लिए व्यापार करने के लिए तैयार हो सकते हैं ...

— जूल्स

Answer 7

मेरा अब तक का सबसे अच्छा अनुमान Xilinx XC3S400A जैसा कुछ है, जिसकी कीमत लगभग $ 16 है, लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यह एक MicroBlaze को संभाल सकता है।

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एक त्वरित नज़र ऑनलाइन से, एक माइक्रोब्लाज कोर XC3S400A में तर्क कोशिकाओं के लगभग आधे का उपयोग करेगा। इसके अलावा, Cortex A8 600MHz - 800MHz पर चलेगा, जबकि FPGA पर माइक्रोब्लेज़ 200MHz - 300MHz पर चलेगा।

— davr

तो यह ~ 3x धीमा होगा (यह मानते हुए कि आपका सिस्टम प्रोसेसर-बाउंड है), लेकिन तुलनीय लागत, जबकि किसी और चीज के लिए अतिरिक्त द्वार छोड़ना।

— 14:56

यह सिर्फ आवृत्ति की तुलना है, वास्तविक प्रसंस्करण गति की तुलना करने का सबसे मूल तरीका है। मुझे इसके बारे में पर्याप्त जानकारी नहीं है, लेकिन यह उदाहरण के लिए संभव है कि एक ही घड़ी की गति पर, एक एआरएम

— माइक्रोब्लैज़ की तुलना में दोगुना है

हाँ, काफी उचित है। एक पहला अनुमान, मुझे लगता है।

— pingswept

Answer 8

यह आपके आवेदन पर बहुत कुछ निर्भर करता है। यहां आदर्श अनुप्रयोग में एक छोटा नियंत्रण भाग शामिल होगा (जो एक microblaze / NIOS पर फिट बैठता है) लेकिन एक कम्प्यूटेशनल भाग जो कस्टम हार्डवेयर के विशाल समानता से लाभ उठा सकता है। इन मामलों में, यहां तक ​​कि मामूली आकार का FPGA (स्पार्टन या समतुल्य) आसानी से किसी भी सामान्य प्रयोजन के सीपीयू को बेहतर बना सकता है। लेकिन यह सबसे अच्छा मामला है (हालांकि बहुत सारे वास्तविक दुनिया के ऐप्स में बहुत ही संभव है), यदि आपके ऐप में एक महत्वपूर्ण नियंत्रण हिस्सा है या आसानी से हार्डवेयर के लिए मैप नहीं करता है, तो आपके पैसे को निश्चित हार्डवेयर (यानी एआरएम) पर खर्च करना है। शायद बेहतर।

Answer 9

यदि आपको केवल चिप के बजाय एक बोर्ड की आवश्यकता है, तो 2013 से दो हाल के विकल्प हैं:

• एंबेडेड माइक्रो द मोजो , स्पार्टन -6 एफपीजीए बोर्ड। अमेरिका $ 75।
• अडाप्टेवा का पैरलेला , ज़ीनक SoC (ARM + FPGA) और उनका अपना एपिफेनी मल्टीकोर एक्सलेरेटर। अमेरिका 99 डॉलर।

Answer 10

चूँकि कई Altera के मौजूदा CPLDs अंतर्निहित कॉन्फ़िगरेशन मेमोरी वाले FPGAs हैं, आप उन्हें http://www.altera.com/products/devices/cpld/max2/mx2-index.jsp के लिए प्राप्त कर सकते हैं

Answer 11

सबसे पहले आप एक कोर पर लिनक्स चलाना चाहते हैं। एआरएम पर इसे चलाने के बारे में कैसे इस धागे में कुछ अन्य सुझावों की तरह। MCU OS चलाने में अच्छा है लेकिन यह एक MCU के निर्माण में FPGA संसाधन की तरह बेकार हो जाता है। MCUs एक छोटे सिलिकॉन क्षेत्र में फिट हो सकते हैं, जब कस्टम उस के लिए डिज़ाइन किया गया हो और इस प्रकार अधिक सस्ते में उत्पादित किया जा सके। फिर FPGAs के बारे में अन्य स्पष्टीकरण सच के समानांतर प्रसंस्करण-मानव में वास्तव में अच्छे हैं हालांकि तर्क संचालन बिल्कुल प्रसंस्करण की तरह महसूस नहीं करते हैं। जैसे आप इंगित करते हैं कि शक्तिशाली FPGAs महंगे हो जाते हैं, और वास्तव में भूख लगती है। इतना कम लागत वाला प्लेटफॉर्म जो तेजी से आईओ आदि के लिए समानता और डीएसपी को समानता के लाभ की आवश्यकता के लिए चला सकता है। एक्सएमओएस प्रोसेसर प्रोसेसर पर एक नज़र डालें