У меня есть небольшая презентация о технологии FPGA. У меня такой вопрос: если ваша ПЛИС имеет 85 тыс. логических ячеек, значит ли это, что она может выполнять 85 тыс. операций одновременно?
Чего я пытаюсь добиться, так это шокировать публику некоторыми сумасшедшими иллюстрированными фактами о технологии FPGA или фактами. Людей, которые сейчас слушают, очень мало о FPGA, поэтому я хочу произвести на них впечатление.
То, что находится внутри «ячейки», может варьироваться в зависимости от производителя, но определение Xilinx (используя этого производителя в качестве примера, поскольку это устройства, с которыми я знаком) — это одна справочная таблица с четырьмя входами и один регистр. Устройства Xilinx состоят из ряда «слоев», содержащих ряд функциональных элементов. К ним могут относиться:
Например, Spartan6 LX4 имеет 600 слайсов, и в маркетинговых материалах утверждается, что это эквивалентно 3840 «логическим ячейкам». Вы можете посмотреть в руководстве пользователя устройство, чтобы точно определить, что содержится внутри слайса.
В дополнение к этому есть и другие ресурсы, такие как умножители, память, PLL и т. д.
Я полагаю, вы могли бы сказать, что одна логическая ячейка может выполнять одну операцию, но одна ячейка способна выполнять только очень простые операции, например вентиль И, мультиплексор 2:1 и т. д.
Я бы сказал нет, но это зависит от того, что вы подразумеваете под операцией. Логическая ячейка имеет возможность реализовать ряд логических функций (и/или/исключающее ИЛИ), а также может удерживать состояние с элементами хранения. Эти две функции — то, как работает любая цифровая система под солнцем. Даже сложение и вычитание — это конструкции более высокого уровня, построенные поверх логических функций. Как и в других ответах, производители ПЛИС публикуют руководства о том, что находится внутри их логической ячейки. Именно эта фундаментальная ячейка неоднократно штампуется в штампе для создания этого «массива», как в программируемом пользователем вентиле «Массив».
Это дает отчетливо «более или менее» ответ. Логические блоки можно использовать в нескольких режимах, и вы даже можете упаковать более одной функции в один (в том числе с двумя независимыми выходами), но вы также должны иметь возможность передавать значимые данные для работы. Похоже, у вас есть 7z020 в качестве примера. Вы можете заметить, что помимо этих логических ячеек, он также имеет 220 аппаратных блоков умножения+сложения. Эта сумма не случайна; окружающей логики достаточно, чтобы поддерживать их питание в конкретных случаях, каждый цикл. В Руководстве пользователя по конфигурируемому логическому блоку ПЛИС серии 7 (UG474) мы обнаруживаем, что указанное количество логических ячеек является оценкой эквивалентных конфигураций 4LUT+FF. Причина, по которой это число меньше, чем количество триггеров (106k), заключается в том, что входные аргументы для двух 5lut, на которые можно разделить 6lut, должны перекрываться.
