FPGAとは？わかりやすく、ASICとの違い、画像処理向けか

最近よく聞くFPGAについて調べてみました。

FPGAとは何か？わかりやすく Arduino、ラズパイとの違い

FPGAとは、次のような集積回路のことです。

FPGA（field-programmable gate array）は、製造後に購入者や設計者が構成を設定できる集積回路であり、広義にはPLD（プログラマブルロジックデバイス）の一種である。現場でプログラム可能なゲートアレイであることから、このように呼ばれている。

FPGAは、ソフトウェアではなくてハードウェアで処理を行います。

そのため、特に画像処理に向いており、高速に処理を行うことが可能です。

では、FPGAは、ArduinoやRaspberry Pi (ラズパイ) と比べてどう違うのでしょうか。

Arduinoについてはコチラをご覧ください。

Raspberry Piについてはコチラをご覧ください。

Arduinoは、デバイス操作に特化したコンピューターでOSは載りません。

Raspberry Piは、小さなコンピューターでOSが載ります。

ArduinoもRaspberry Piも、ユーザーはハードウェアを変更できません。

ArduinoもRaspberry Piも、ソフトウェアで処理を行います。

FPGAは、回路をプログラムできるチップです。

ユーザーはハードウェアを変更出来ます。

FPGAは、ハードウェアで処理を行います。

一般でよく使われている商用のFPGAとして、ザイリンクス製のものがあります。

ある資料によると、FPGA市場の50%のシェアをザイリンクスが占めるという。

ザイリンクスは、FPGAを中心としたプログラマブルロジックデバイスを開発するアメリカの半導体企業である。プログラマブルロジックデバイス、IP、開発環境を提供している。1984年に創立され、本社をカリフォルニア州サンノゼに構える。日本法人はザイリンクス株式会社。

初心者がXINIXのFPGAを使うには、こんなキットを使うとよいでしょう。

Basys 3 Artix-7 FPGA Trainer Board: Recommended for Introductory Users

このキットの特徴は次の通りです。

デジタルロジック、FPGAの基礎を理解したい学生や初心者向けにデザインされています。
Xilinx Artix 7 FPGAが特徴。
オンボードユーザーインターフェイスには、16個のユーザースイッチ、16個のLED、5個のユーザープッシュボタン、および3つの標準12ピンPmodポートと1つのデュアルポートを含む4つのPmodポートにより拡張可能。
Vivado Design Suite (WebPACK Edition)の無料ソフトウェア。

アルテラは、ザイリンクスと並んでよく使われているFPGAメーカーです。

2015年、インテルがアルテラを167億ドルで買収しました。

FPGAの対比としてよく使われるのは、ASICです。

ASICとは、こんな集積回路です。

ASIC（英: application specific integrated circuit、特定用途向け集積回路）は電子部品の種別の1つで、特定の用途向けに複数機能の回路を1つにまとめた集積回路の総称である。通常は「エーシック」と発音され、表記する場合は日本でも「ASIC」である。

ASICの読み方は、エーシックです。