Mảng cổng lập trình dạng trường (FPGA là một mạch tích hợp cho phép khách hàng hoặc nhà thiết kế cấu hình lại theo yêu cầu sau quá trình sản xuất. Việc tùy chỉnh này thường bao gồm việc chọn và đặt một bộ cổng, bộ chuyển mạch và kênh định tuyến. Việc lập trình thay đổi tùy theo nhu cầu và mục tiêu. Tuy nhiên, nó có thể là một cổng logic đơn giản hoặc có thể bao gồm nhiều chức năng phức tạp.

Người dùng lập trình nó trực tiếp bằng ngôn ngữ lập trình như Verilog hoặc VHDL, để tạo các chức năng phần cứng tùy chỉnh dành riêng cho nhu cầu của họ.

Điều đáng chú ý là FPGA thực sự không phải là một công nghệ mới mà là sự kết hợp của các công nghệ hiện có đã tồn tại hơn 40 năm. Nếu bạn đã từng sử dụng bo mạch Arduino, bạn sẽ có một số kinh nghiệm về công nghệ FPGA.

Cấu hình FPGA có thể được thực hiện từ xa, thường là sau khi nó được cài đặt trong ứng dụng cuối.

Bởi vì nó có thể lập trình nên nó có thể sử dụng cùng một phần cứng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nó cũng giúp thiết bị có thể sử dụng được để tạo nguyên mẫu các thiết kế mới với một ít chi phí ban đầu.

Nó được sử dụng ở đâu?

Đây là một dạng logic lập trình kết hợp tính linh hoạt của phần mềm với hiệu suất phần cứng của mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng, hay còn gọi là ASIC.

Kết quả là tạo ra một con chip hiệu suất cực cao có thể được điều chỉnh cho phù hợp với những mục đích sử dụng cụ thể. FPGA tìm thấy ứng dụng chính của chúng trong điện toán hiệu năng cao như viễn thông, quân sự, hàng không vũ trụ và tài chính. Công nghệ này cũng được sử dụng để khai thác Bitcoin và các loại tiền điện tử khác.

Ưu điểm chính của FPGA so với bộ xử lý đa năng là nó có thể hiệu quả hơn về mức sử dụng năng lượng, kích thước và tốc độ. Mỗi yếu tố này trở nên quan trọng hơn khi số lượng tính toán tăng lên. FPGA linh hoạt hơn nhiều so với triển khai ASIC có dây cứng, giúp có thể thay đổi cách triển khai phần cứng mà không cần thay đổi phần mềm chạy trên nó.

FPGA được sử dụng trong các ứng dụng từ khai thác tiền điện tử đến xử lý âm thanh. FPGA cung cấp giải pháp thay thế linh hoạt cho các mạch tích hợp dành riêng cho ứng dụng (ASIC), là những con chip được thiết kế cho một mục đích cụ thể và không thể tái sử dụng.

Trước đây, FPGA khá đắt đối với hầu hết các công ty. Nhưng những phát triển gần đây đã khiến chúng có giá cả phải chăng hơn đối với nhiều doanh nghiệp, điều này đã tạo ra sự phấn khích trong giới doanh nhân và kỹ sư.

FPGA có thể được lập trình để trở thành những ứng dụng hoàn toàn khác nhau. Bạn có thể sử dụng một nền tảng nhất định cho một công việc hôm nay và một công việc hoàn toàn khác vào ngày mai — tất cả đều không cần phải bắt đầu lại từ đầu.