ASIC
- Application Specific Integrated Circuit
- 특정 app에 특화된 하드웨어
- 전용 하드웨어를 설계하는 경우에는 설계자의 의도에 따라 연산기의 수를 조절할 수 있기 때문에 보통의 경우 전용 하드웨어가 소프트웨어보다 빠름. → 병렬 연산
FPGA
- Field Programmable Gate Array
- 프로그래밍이 가능한 회로
- ASIC 과정에서 백엔드(Back-end)라고 불리우는 반도체 생산 공정을 생략
| 항목 | ASIC | FPGA |
|---|
| 개발 인력 | 수 백명 | 수 명 |
| 개발 일정 | 상대적으로 김 | 상대적으로 짧음 |
| 수정 여부 | 수정 불가능 | 수정 가능 |
| 생산 볼륨 | 100만개 이상 | 수 개 |
LUT
- Look-up Table
- FPGA에서 프로그래머블 하게 회로를 구성할 수 있는 핵심 원리
- MUX를 사용하여 LUT에서 출력 선택
- LUT6의 출력은 바로 사용하거나 플립플롭으로 채서 사용 가능
- 슬라이스 Slice
- 8개의 로직 생성기 (Look-up tables) (6-input LUT)
- 16개의 플립플롭 (Storage elements) (=2x8)
- 멀티플렉서 (Wide-function multiplexers)
- 캐리 로직 (Carry logic)
- SLICEM (Memory)
- distributed RAM으로 데이터를 저장할 수 있는 기능과 시프트 레지스터 기능을 제공
- SLICEM 타입의 CLB를 CLE_M
- SLICEL (Logic)
CLB
- Configurable Logic Blocks
- 하나의 슬라이스가 있음.
- Flip-Flop (FF)
- Look-up Table (LUT)
- Multiplexer
- Carray chain block
DSP
- Xilinux FPGA의 DSP 블록은 CPU에 있는 ALU (Arithmetic Logic Unit)과 같은 역할
- 덧셈기/뺅셈기
- 곱셈기 (Multiplier)
- 덧셈/뺄셈기/누산기 (Accumulator)
FPGA Storage Element
- Distributed RAM
- 6-input LUT에 있는 64개의 LUT를 사용하여 64비트 저장
- 한 슬라이스에는 8개의 6-input LUT가 있으므로 이를 사용하면 총 512비트의 값을 저장
- BRAM (Block RAM)
- On-Chip 메모리로 FPGA의 fabric 상에 위치하는 dual-port RAM
- dual-port RAM : 한 사이클에 2개의 주소로부터 값을 읽거나 쓰기가 가능
- 보통 BRAM 하나는 18K 비트나 36K 비트를 저장 가능
- 메모리가 칩 위에 있기 때문에 버스(Bus)를 사용하지 않고 바로 메모리에 접근할 수 있음
- URAM (Ultra RAM)
- UltraScale+ 이상의 제품군에만 있는 dual-porl On-Chip 메모리
- 288K 비트를 저장 가능
- Shift Register
- 레지스터들을 연결해둔 것
- 영상이나 음성처리에서 필터링을 수행하는 경우 이전의 입력을 사용하는 경우가 많은데 이 경우 이전 값을 효과적으로 저장하고 이를 재사용하기 위해 사용
