Есть ли какие-то преимущества использования ПЛИС по сравнению с микропроцессорами?

Перефразирую ваш вопрос: есть ли преимущества схемной логики относительно программной?
Как думаете?

По-моему, одно - очевидно: очень маленькие задержки сигналов и "железная" логика

Но все же гораздо легче составлять программу для процессора чем разрабатывать новое устройство на VHDL.

Нету никаких преимуществ. Потребление больше, выводов больше.)))

Слишком общее утверждение. Все зависит от задачи.

Например в блоке цифровой обработки сигналов в РЛС?

Обычно плисс это жесткий автомат. Интерфейсы, преобразование интерфейсов, первичная обработка данных в реальном масштабе времени. Обычная интелектуальная система это плис и процессор (может тоже на плис)

Мне кажется что ПЛИС более универсальное устройство чем микропроцессор, а что касается количества выводов то у ПЛИС их больше, но это же преимущество. Как кто считает?

Во-во. Именно.
Первичная обработка и скоростные цифровые фильтры.
Там где DSP отдыхают.

Что лучше - бутылка плохого коньяка или резиновая женщина? Ответ дан:

А как вот напрмер на МК замутить получение данных по Ethernet и выдача их на 16 UART, конечно решение есть - поставить 9 МК, но выводов станет не меньше и потребление тоже.

В 90% из ста примение МК оправданне, чем ПЛИС - фактор цена, потребление, габариты, скорость разработки.
На оставшихся 10% ПЛИС король. Тут тебе и реализация интерфейса с подвыпердом и измение функционала одной и той же платы путем смены прошивки. А такие такие вкусности как встроенные блоки умнодителей чисел/частоты, скоростные интерфейсы, N-процессоров на одном кристалле. Тут МК в пролете.

З.Ы. Для справки, нашел интересную инфу. Так вот помоему для первых 486 процессоров мосты, выпускаемые Intell строились на ПЛИС, т.к. ни одно решение на то время не позволяло реализовать с приемлимой скоростью требуемый функционал. И сейчас производители МК, сначала отрабатывают их на ПЛИС, а уже потом куют из чистого кремния.

прикольно. а как меряли?


тоже серьёзное заявление. откуда дровишки?

Всем своим знакомым и друзьям искренне советую : не ввязывайтесь в такое грязное дело как FPGA/HDL разработчик, лучше займитесь явой, 1с, с#, python и успокойтесь, ну на худой конец идите в ДСП/МК программисты.

потом после паузы добавляю "ну а если уж не втерпеж, то плодитесь и размножайтесь (с)".

Конечно те или иные преимущества зависят от поставленной задачи, но к сожалению очень часто при оценке стоимости решения задачи упускают очень важный момент : человеко-часы.

Задача решенная на готовой базе(готовый проц, с интерфейсами, дма, кешами, памятью) с использованием высокоуровневых(относительно высокоуровневых) средств разработки (читай как компиляторов с языка с, с++, макро ассемблеров) всегда будет дешевле, чем задача которая решается на базе программируемой логики.

Естественно под задачей я понимаю задачу решаемую на процессоре и под ценой я понимаю стоимость разработки программного обеспечения.

Поэтому задача должна быть обсосана с разных сторон и только после этого может быть сделан вывод о том, что именно : проц, FPGA, MPAA, FPOA, в контексте данной задачи имеет преимущество.


ЗЫ. как пример из прошлой жизни : разработка видео кодеков h.264 на фпга. Казалось бы вот она мана небесная. Берем фпгу с дикими возможностями параллелизма и легко и быстро делаем видео кодек и гребем бабло.

Но что-то нормальных кодеков ( с хорошим качеством) на фпга не видно, зато есть туча качественных кодеков на платформе х86.

При этом кодек х86 может разработать пара программистов, а для фпга кодека нужна намного больше разработчиков.

И такое положение объясняется тем, что фпга решения интересны именно для реал-тайм ХД, но когда поднимаются вопросы о качестве сжатия и то какими средствами оно поднимается, выясняется что весь фпга параллелизм летит в трубу, чипов требуется штуки 2,4 да и времени на то что бы все это разработать, отсимулять, синхронизовать требуется туча, то решение задачи на 2 гиговом 2/4 головом процессоре с кешем в 8 мегабайт оказывается более экономически выгодным.


ЗЗЫ. А с чего это вы вообще задались таким вопросом ? случайно не курсовую/дипломную работу пишете ?


Удачи!!!

Ну как раз для РЛС оптимальнее всего ПЛИС. FPGA выигрывают у любого процессора по отношению сложность задачи (выраженная через количестве умножений и сложений) / тактовая частота автомата. Причем выигрыш иногда просто просто переходит в качественный скачек...

Необходимо ещё учитывать серийность изделия - для милионных тиражей цена разработки будет "размазана" более тонким слоем.

Присоединяюсь к вопросу

вы забываете одну важну вешь : time-to-market. Если ваши конкуренты сделают продукт, пусть и чуть хуже и дороже, на год раньше вас, и качественно себя пропиарят, то цену разработки даже на хлеб намазать будет сложно )

Очень зря!
Ибо хорошие разработчики на FPGA сейчас очень даже востребованы.
Когда я работал в НИИ радиотехники, у меня был один хороший знакомый - крутой спец по цифровой обработке на плисах.
2 года назад его переманили в какую-то контору за 1600$.
Для Нижнего Новгорода это и сейчас неплохая сумма, а тогда это в разы превышало среднюю зарплату инженера.
Сейчас, ясное дело, больше получает

И все тут же ломанулись в фпга, стали хорошими разработчиками и обрушили рынок труда данной профессии.

Простите за сарказм ))

рынок труда фпга разработчиков достаточно специфичен и все же малочисленен, тогда как рынок труда ява архитекторов, веб программеров и т.д. постоянно растет, все это еще и накладывается на современные технологии ( та же ява на всех парусах летит в embedded).

Никто не спорит что хороший фпга специалист без работы не останется, но пробиться ему сложнее )

ЗЫ. Банальный поиск вакансий в том же Новосибирске вываливает запросов 40-80 на ява архитекторов с ".. от 60 тыров" и только одного ФПГА разработчика с ".. по договоренности".

Добавлю ещё кое-что.
Если у меня стоит задача точно расставить микросекундные импульсы на 10-20 ногах, я даже не стану заморачиваться с контроллерами, с ихними таймерами и прерываниями, а поставлю простенькую альтеру за 2 бакса и не буду иметь никаких гемороев.
Насчет прожорливости: не согласен. Есть низкопотребляющие.

des00, я просто дополнил Ваш ответ. Соотношение Срок/Затраты/Качество надо выбирать с учетом серийности.

Ну и конечно же в нашей стране тыщами мильёнов устройства на ПЛИС не выпускаются. Зато решения на ПЛИС вполне конкурентноспособны для военных заказов...

Такой факт. Фирма ARM продает не реальные чипы, а HDL uC. Отрабатывает это на FPGA. Почему ?
Тестирование в модельсиме занимает немерянное время. Проще и быстрее тест всего проектируемого uC (не отдельных корочек) проводить на прототипе (тем более, тесты у них уже более менее стандартизированы). Не знаю как флагманы (типа интела и амд), но подозреваю, что процесс аналогичен.


Кто же спорит. Кесарю - кесарево, слесарю - слесарево.
PS. Я повторял и буду повторять дальше. Наиболее классные девайсы получаются на связке FPGA-uC.

Была уже дискуссия: DSP процессоры уходят в.. никуда

DjVu.
Но спирали раскручиваются.

А граница-то вообще-то стирается потихоньку.
В плисы встраиваются процессорные ядра, а в контроллеры - конфигурируемая обвязка, причём как цифровая, так и аналоговая. (SoC)
Так что возможно разница между некоторыми плисами и некоторыми контроллерами будет как между смартфонами и коммуникаторами: смартфон чуть больше телефон, чем компьютер, а коммуникатор чуть больше компьютер, чем телефон

Это тенденция особенно заметна на примере DSP. В ARM включены DSP инструкции.


Интеграция дает гибкость девайса.

Хотя АЦП лучше всех по-прежнему у AD.

Полностью солидарен с MrYuran. А также можно добавить, что для разных микроконтролеров (фирм производителей) необходимо приспосабливаться т. е. у каждого контролера свои команды, которые заново надо учить. А с ПЛИС дело обстоит по другому.

кхм, за парту Андазначна (с) Жириновский

других слов в эпоху хороших компиляторов с ЯВУ у меня нет.

Удачи !!!

Код написанный на VHDL подойдет под любого производителя ПЛИС. А этот код будет более оптимальным с точки зрения занимаемых ресурсов (логических ячеек) в ПЛИС, чем код на языке ЯВА.

Спасибо, давно так не смеялся %)

Вообще то ЯВУ это аббревиатура от Языки Высокого Уровня и это, как вы понимаете, никакого отношения к языку программирования ЯВА (Java), в контексте моего ответа не имеет.

по вашей фразе



могу заключить что вы либо начинающий, либо сочувствующий (студент пишущий курсовой например) и если вы думаете что контроллеры до сих пор программируются на асме, то глубоко ошибаетесь. Конечно асм используется, но в большинстве своем все делается на Си, Си++ и т.д.

вопросы оптимальности ХДЛ кода и его переносимость под любого производителя фпга, обсуждать с вами я полагаю еще рано, предлагаю вам реализовать несколько проектов, под разные фпга и тогда можно будет говорить конструктивно.

Удачи!!!

ЗЫ. Если я вас чем то обидел, приношу свои извинения .

Да Вы правильно утверждаете что я студент. Зачем извинения я не обиделся.
Наоборор спасибо за ответ, а то при защите сказал бы такое.

Большая Просьба разобраться с настройками шрифта при ответе
Модератор

90/10 это гипотетически было сказано. Хотя вы правы, чаще справедлив Закон Парето или 80/20 (20% процентов людей излагают свои мысли, а 80% - пытаются подколоть)


Помоему тут, что то подобное пишется
http://www.ixbt.com/video2/inside-nvidia.shtml
И эти товарищи в периодической литературе описывали подобный процесс.

меня просто смутила категоричность заявлений (конечно понимаю, что и изначально заданный вопрос был достаточно сомнительный в своей корректности): во-первых, ПЛИС и МК - всего лишь маленькая толика возможных инженерных решений, а во-вторых, очень важную роль при выборе решений реализации является целесообразность такого выбора (не в последнюю очередь в зависимости от типа задачи)
в отношение процессоров вы тоже довольно широко махнули. действиельно одной из областей применения является прототипирование и аппаратно-реализуемое вверифицирование. однако, во-первых, ПЛИС далеко не единственный подход, во-вторых имеющий ограничения, и самое главное - это не просто ПЛИС, а специальные станции аппаратно-реализуемой верификации (т.е. самостоятельные вычислительные системы).
поэтому так обобщать, как вы это сделали - только лить воду на мельницу поверхностной дискусии, которая не способствует хорошему пониманию предметной области у новичков

Или расширяет кругозор
Кстати, вот есть еще одна очень интересная ссылка по данной тематике.

Как написано в одной умной книжке:

"Одним из главных частных критериев выбора между аппаратной и программной реализацией функции является время, за которое эта функция должна выполнять свои задачи:
• Пикосекундная и наносекундная логика — должна работать безумно быстро и реализуется аппаратно (в структуре ПЛИС).
• Микросекундная логика — умеренно быстрая и может реализовываться как аппаратно, так и программно. Тип логики, при котором основная масса времени тратится на определение того, каким путём пойти.
• Миллисекундная логика — используется при реализации интерфейсов, таких как опрос состояния переключателей или зажигание светодиодов. Основные усилия будут направлены на замедление аппаратной части при реализации этих функций; например, используя громаднейшие счетчики для генерации задержек. Таким образом, зачастую такие задачи лучше реализовывать в микропроцессорном коде, так как процессор позволяет снизить скорость по сравнению с аппаратной частью, но при этом задача может оказаться очень сложной."

вроде все вполне логично...

Лучше??? Чем???

Это утверждение из той же серии, что и вся эта тема - что "лучше": селедка или малиновое варенье...

Однозначно селедка все же лучше.

Хотелось бы узнать еще следующий вопрос: сколько времени уйдет на полноценное освоение ПЛИС (железо, софт, оболочки и т.д.). Вопрос не праздный. Сам я работаю на DSP, но предложили интересную работу с условием перехода на ПЛИС. Для примера: с 51 процессора (ADuC) на DSP переходил около 4 месяцев. И честно говоря, до сих пор много вопросов.

Мне понравилось объяснения что такое VHDL в методичке одного учебного заведения.
VHDL - язык высокого уровня описания аппаратных средств, очень схож с языком программирования Pascal...
Ну и далие в том же духе.
Но если очень отстраненно - то автор описания не так уже не прав, синтаксис близок. Что требуется уяснить начинающему писателю, так это то что описываемые процессы на VHDL - это параллельно выполняемые задачи. Каждая конструкция на VHDL подразумевает под собой какой либо цифровой элемент. Например:
c <= a and b (это 2-х входовый элемент И с выходом С)
if (ckl='1' and clk'event) then
if (en='1') then (триггер с тактирубщим сигналом по переднему фронту и входом разрешения счета EN)

Ну а кроме VHDL есть и схемотехническое описание проекта, тут от разработчика требуется понимание схемотехники и логики работы цифровых элементов и усидчивость, что б тягать линии между корпусами элементов.

Так, что скорость перехода зависит от того, на сколько у вас в голове хорошо укладывается цифровая схемотехника, как быстро ВЫ ЧИТАЕТЕ ЛИТЕРАТУРУ и практикуетесь.

Судя по размеры ветки по ПЛИС на данном форуме, все не так просто...

Мне тоже понравился ход Ваших мыслей относительно схемотехнического описания проекта.
(Если нет понимания схемотехники, никакой VHDL не поможет.)
Синтезатор не волшебник.

Все зависит от подготовки. Если вы знаете цифровую схемотехнику и где-то ее изучали, то думаю проблем

не будет. Для начала можно в схемотехнике потыкаться. Язык типа AHDL нерекомендую, если вы решите

заниматься проектами на ПЛИС в серьез. В принципе за 3 месяца можно научится делать первые проекты на VHDL.

Право выбора за вами.

Вопрос поставлен некорректно.
Пожалуйста, представьте себе Ваш компьютер, в котором процессор изготовлен на ПЛИС.
Также, представьте себе систему, в которой предполагается обработка малоразрядной информации, скажем, по 100 каналам одновременно.


Думаю, что Вы всё-таки весьма поверхностно представляете себе систему обработки сигнала в РЛС. Кроме того, Вы не привели тип этой РЛС.

Не правильно кажется.
Если у Вас стоит тупая задача апертурного синтеза в цифрЕ - да, тут ПЛИС будет эффективнее ЦСП; однако, лучше всего с данной задачей справляется не программируемая, а жёсткая логика - специализированная БИС (ASIC). ПЛИС в данной задаче хороша лишь для прототипирования, и отрабоки алгоритма работы устройства. А ежли Вам придётся производить оценивание параметров цели в условиях априорной неопределённости и нестационарных помех - тут без ветвистых алгоритмов, плохо ложащихся на структуру FPGA и спецпроцессора (ASIC), обойтись вряд ли получится. DSP здесь Вам в помосчь. Часто для обработки сигналов ФАР из них делают целые кластеры.


Ну, зачем Вы так?
Каждому овосчу - своё место.
Кроме того, мне трудно осознать тот факт, что это написали именно Вы.

Смешу Вас заверить, что это не так. Думаю, Вы сами понимаете, почему.

А что здесь естественного? Вопрос темы, как я понял, стоит в некой абстрактной обработке сигнала РЛС. Далеко не все задачи там под силу не только микропроцессорам, но и цифровой обработке (FPGA, ASIC) вообще. Поэтому аналог ещё долго в данной области останется при делах.

Это верно. Вот и давайте сажать каждый овосчь на свою грядку.

Ещё раз: в радиолокации решается задачи не только типа тупого апертурного синтеза или демодуляции ЛЧМ.

Я Вам, ей-богу, удивляюсь.
Неужели действительно хорошего инженера-разработчика должны пугать "все, кто в данную область деятельности ломанулись"???


Не знаю, как в Томске, но в Москве хороший FPGA специалист зарабатывает больше, чем хороший программист. При условии, что он этого хочет, конечно.

В ARM включено лишь жалкое подражание DSP. Потому, как главная особенность последних - производить одновременно множественные пересылки по многочисленным локальным шинам. Чего у ARM-а не будет никогда.
Я давно уже пришёл к выводу, что DSP-шный стиль организации вычислительного ядра является самым "правильным". И дрейф "универсальных" процессоров в эту сторону представляется совершенно естественным.
Справедливости ради, надо сказать, что и DSP "не остаются в долгу" - в них в последнее время появляется всё больше "железных" средств для поддержания и ЯВУ, и ОС, и "наворочаных" протоколов.
Рискну предположить, что, еслиб, например, фирма AD решилась изменить ценовую политику на процессор БлэкФин (стоимость их новых чипов за год существенно выросла по отношению к первоначально заявленной), то процессорам, основанным на ядрах ARM7, да и ARM9, пришёл бы кердык. Пожалуй, следовало бы добавить средства поддержки "тяжёлых" осей (MMU) - по насыщенностью периферией фин щас не уступает армам, а кое в чём и дрючит их - и можно было бы попытаться захватить целый сегмент рынка малогабаритных вычислительных устройств.
Кстати говоря, из процов, с которыми приходилось сталкиваться, фин имеет рекордное отношение производительности к энергопотреблению.
Единственный конкурент - LPC3180 и его развитие от NXP. Но до фина по производительности ему очень далеко (если не считать операций с плавающе точкой, которая реализована в LPC в сопроцессоре).

Не хотелось бы разводить флуд, поэтому буду краток



я полагал что все увидят в моих словах здоровый, экономически обоснованный, сарказм и пропустят его сквозь сито своего мировоззрения. не думал что кто-то воспримет эти слова напрямую.




Вы гуру, вам виднее конечно, вопрос темы был простой "Есть ли какие-то преимущества использования ПЛИС по сравнению с микропроцессорами?" без конкретизации области применения.

И мой ответ подразумевал следующее : Если есть задача, которая может быть решена на процессоре и при этом будут получены требуемые по ТЗ характеристики (быстродействие, точность, токо-потребление, размеры) то нет смысла реализовывать ее на плис. т.к. в этом случае будет затрачено больше времени на проектирование и отладку програмного обеспечения.



Ну москва отдельное государство и живет по своим законам. По моим наблюдениям в томске и н-ске хорошие программисты на скриптовых языках (1C, python) и С#, Java и т.д. требуются на порядок(десятичный) чаще и зарабатывают на пару порядков больше чем фпга разработчики (тут двоичный порядок).

При этом ИМХО стать хорошим фпга разработчиком на порядок сложнее чем программистом на скриптовых языках.

очень интересно.....хороший программист в москве это кто? специфику определите если не сложно.

ну скажем получает такой человек от 3 тыщ и выше, насколько знаю в среде 1С программеров можно получать гораздно больше 3-х..
Станислав! Внимание вопрос!
Где такое классное московское место где fpga специалист получает больше чем 3 тыщи???

Я-бы сказал пожалуй так: "Только в Москве FPGA специалист вообще хоть что-то зарабатывает". А во Владимире мест где может работать FPGA специалист можно пересчитать по пальцам одной руки, а про зарплату вообще стыдно говорить даже... И самое обидное то, что Владимир в трех часах езды от Москвы и специфика работы позволяет работать удаленно не мотаясь каждый день.

Но а 1С программист везде нужен!

Надо на себя работать, а не за три тыщи.
А что касается зарплаты в Москве для FPGA-щика 3000 - простите, не верю, у вас уборщик больше получает...

Речь идёт об американских рублях

Несоглашусь с высказыванием Stanislava. Во-первых задача не тупая. А во-вторых задача ставится как обнаружение сигналов на фоне помех с различными распределениями. Для различных процессоров(отечественного производства) DSP нужна внешняя память, так что оптимальный вариант ПЛИС.