Аналоговая программируемая логика в 1000 раз эффективнее FPGA

Новое устройство с изменяемой конфигурацией, разработанное в Технологическом институте Джорджии (Georgia Tech), потребляет в тысячу раз меньше электроэнергии и может быть сделано в сотни раз миниатюрнее, чем используемые сегодня массивы FPGA.

Оно получило название Field-Programmable Analog Array (FPAA) так как использует аналоговую технологию, поддерживаемую цифровыми компонентами. Изобретатели FPAA утверждают, что для множества приложений такие низковольтные аналоговые SoC подходят лучше, чем цифровые массивы конфигурируемый логики.

Аналоговые технологии до сих пор использовались главным образом в немодифицируемых схемах, например, сенсоров, связывающих цифровые устройства с реальным миром, либо в устройствах для управления распределением энергии. Такие однозадачные схемы неспособны подобно цифровым цепям выполнять программные вычисления, использующие аппаратные затворы и коммутаторы.

Команда Georgia Tech, разработала методику выполнения вычислений в физической архитектуре аналогового типа. Электроны надёжно позиционируются в соединительной структуре FPAA, вместо того, чтобы обрабатываться плавающими затворами, как это происходит в FPGA.

«Мы можем использовать для выполнения расчётов маршрутизирующую среду чипа, задействуя области, обычно считающиеся мертвым весом, — заявляет Дженнифер Хэзлер (Jennifer Hasler), профессор Georgia Tech. — Для этого нами разработаны высокоэффективные коммутаторы, которые программным образом открываются, закрываются или устанавливаются в промежуточном состоянии — частично открытые, частично закрытые».

Подобная гибкость позволяет улучшить вычислительные возможности и снизить расход энергии. Ещё одним достоинством FPAA является энергонезависимость — такие устройства способны хранить данные при отключенном питании, что обеспечивает дополнительную экономию электричества.

Две статьи, рассказывающие о строении и принципах работы FPAA, были опубликованы на веб-сайте IEEE Xplore, а ещё одна, описывающая инструментарий для программирования аналоговых массивов — в онлайновом издании Journal of Low Power Electronics and Applications.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365