FPGAs substituindo microcontroladores simples?

Muito se fala de se utilizar FPGA onde se faz necessário processar uma grande quantidade de dados, em produtos de alto valor agregado como eu coloquei no artigo introdutório sobre FPGA.

 

Onde se utiliza FPGA?

 

FPGA é utilizado em diversos setores da industria, está presente em setores onde desempenho, paralelismo e tempo real são cruciais. Por se tratar de hardware, é possível realizar uma instrução por ciclo de clock! Você pode ter, por exemplo, N cálculos rodando em paralelo e entregando o resultado no mesmo pulso de clock. Algo completamente impossível para um software realizar.

 

Para citar alguns mercados em que FPGA é forte:

  • Setor elétrico para processamento digital de sinal em tempo real;
  • Setor de telecom em switches e roteadores de alto desempenho;
  • Setor de multimédia para processamento de imagens em tempo real e alto desempenho;
  • Setor militar;
  • Setor automotivo dentre outros.

 

Basicamente sempre que alto processamento, paralelismo e tempo real forem necessários, a utilização de um FPGA deve ser considerada. Segundo a pesquisa realizada pela UMB 31% dos projetos dos seus leitores que participaram da pesquisa utilizam FPGA em seu produto.

 

Mas também há outro nicho de mercado para eles!

 

A Lattice (http://www.latticesemi.com/) lançou há algum tempo no mercado a família de FPGAs ICE40 (clique aqui) que concorrem diretamente com microcontroladores mais simples. Eles têm poucos elementos lógicos, uma quantidade baixa de I/Os e memória, baixo consumo e tamanho, mas possuem todos os benefícios de ser um FPGA. Com certeza tem mais throughput que todos os microcontroladores nesta faixa de preço e o valor chega a USD $0.50 por unidade!

 

A Lattice enfatiza a utilização deste FPGA em aplicações mobiles, como por exemplo, celulares e tablets. Este FPGA parece ideal para glue-logic (interface entre dois hardwares diferentes, conversão de protocolo por exemplo), implementar lógicas de controle simples que necessitam de poucos I/Os (controlar/ser controlado via serial, I2C, SPI, etc), prover mais I/Os para um processador, realizar processamento de dados antes de enviar para o processador (diminuindo o consumo/força de trabalho do processador), etc.

 

Para quem quiser aprender a trabalhar, ou apenas se divertir, tem o ICEstick Evaluation Kit (link) com valor a partir de USD $24,00, possui 16 GPIOs, 5 Leds e 2 IrDA transceivers (RX/TX) para comunicação wireless. O manual de referencia do kit se encontra aqui.

 
ICEstick Evalaution Kit

 

Confesso que nunca utilizei FPGA da Lattice e nem conheço o seu software equivalente ao Quartus II da Altera ou ao ISE da Xilinx mas conheço engenheiros que fizeram projetos complexos com Lattice e recomendam! Por este preço eu acho que vale a pena comprar seja para aprender VHDL ou para prototipar algum produto.

 

Quem sabe não vemos algum movimento da Altera ou da Xilinx para entrar neste nicho de pequenos FPGAs... E ai, já pensou em trocar seu microcontrolador de 8 ou 32 bits por um FPGA?

 

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4 Comentários em "FPGAs substituindo microcontroladores simples?"

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FPGA uma Super Solução em Retrocomputação - Retropix
Rogerio Machado
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Rogerio Machado

Tive sorte e comprei uma equivalente a iCEstick por apenas R$146:

http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-622185443-kit-fpga-spartan-6-lx9-microblaze-b-_JM

Sandro Dutra
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Sandro Dutra

Bom, para dar um feedback, andei pesquisando e pelo que vi ainda me parece impraticável para um hobbysta trazer um iCEstick ao Brasil, no site da fabricante o envio é feito apenas por Fedex por mais de $60, outras opções como Mouser e Digikey o custo de envio fica entre $32 e $40, pesquisei opções chinesas de baixo custo e encontrei apenas IC's.

Além disso, li alguns reviews do software disponibilizado: o iCEcube2 e foram reviews bem negativos, claro que alguém pode desenvolver com Lattice no Brasil, li sobre outras partes e foram bem elogiadas, principalmente quanto ao consumo, mas acho que se não for para fazer uma compra em grande quantidade, é a impraticável a aquisição.

Se encontrar algum lugar onde é possível trazer ao Brasil um evaluation kit a um custo pagável, eu gostaria de saber para importar e testar.

Sandro Dutra
Membro
Sandro Dutra

Gostei bastante do que vi, tenho um projeto onde, provavelmente usarei FPGA's e o custo baixo é fundamental, me parece que a família iCE40 supre essa necessidade, talvez no mês vindouro eu adquira um iCEstick. Obrigado pela dica! Eu tinha um certo preconceito com a Lattice porque a maioria dos produtos mainstream usam principalmente Altera e Xilinx, mas vamos dar uma oportunidade à Lattice, não é mesmo?

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