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FPGA versus DSP

Los FPGA ofrecen la oportunidad de acelerar el proceso digital de sistemas hasta 1000 veces por encima de lo que nos permitían los tradicionales procesadores DSP.

Post 79 Motor DSP

Motor DSP


Introducción a la tecnología

El procesado digital de señal ha sido tradicionalmente realizado a través de microprocesadores. Mientras gracias a las altas cantidades de productos genéricos se conseguía una solución de bajo costo, el rendimiento bajaba demasiado para algunas aplicaciones. Hasta recientemente, las únicas alternativa eran el diseño de hardware adaptado (a nivel de circuito impreso o diseños ASIC), la compra de caros procesadores de funciones fijas (FFT chips) o el uso de micros en array.

La aceleración mediante FPGA

Recientes aumentos en el rendimiento de los FPGA y su reducción de tamaño ofrecen nuevas oportunidades de acelerar los procesos digitales. Un FPGA es un array de unidades lógicas programables, interconectadas por una matriz de cables e interruptores programables. Cada unidad lógica puede llevar a cabo una función específica definida por un programa. Un FPGA tiene un alto número de unidades lógicas, de 64 a 20.000 típicamente, aunque los nuevos Súper FPGA superan ampliamente estos límites. El diseño de hardware específico nunca antes fue tan fácil.

Rendimiento multiplicado por 1000

La habilidad para manipular sistemas lógicos al nivel de las puertas significa que se puede construir un procesador adecuado y especifico para implementar las funciones deseadas. Al llevar a cabo de forma simultánea todos los algoritmos de las subfunciones, un FPGA supera a un DSP en un factor de 1000:1.

El proceso llevado a cabo por un DSP está limitado por las instrucciones en serie de los programas. Los FPGA son una solución mucho más rápida y eficiente.

Flexibilidad del FPGA

Post 79 Motor FPGA

Motor FPGA

Al igual que los microprocesadores, los FPGA pueden ser reprogramados en una fracción muy corta de tiempo. Revisiones de software, incluso de productos ya en el mercado son muy fáciles de llevar a cabo. Rediseños de muy simple realización pueden ser aplicados sin añadir hardware adicional, esto nos da una altísima velocidad de adaptación al mercado.

Además, una mejor integración del producto lo hace más pequeño, ligero, barato y con menos consumo de energía.

La flexibilidad de los FPGA elimina los largos ciclos de diseño asociados con ASICs. Por ser un producto totalmente probado en su fabricación; eliminamos la necesidad de testear aplicaciones concretas (ASICs).

Estructura general de los FPGAs

Una jerarquía de interconexiones programables permite a los bloques lógicos de un FPGA ser interconectados según la necesidad del diseñador del sistema, algo parecido a una placa de pruebas programable.

Estos bloques lógicos e interconexiones pueden ser programados después del proceso de manufactura por el usuario/diseñador, así que el FPGA puede desempeñar cualquier función lógica necesaria.

Muchos FPGAs modernos soportan la reconfiguración parcial del sistema, permitiendo que una parte del diseño sea reprogramada, mientras las demás partes siguen funcionando.

Este es el principio del concepto de la “computación reconfigurable”, o los “sistemas reconfigurables”.

Ing. Carlos Maiocchi
Gerente General – Equaphon

Carlos Maiocchi

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