eFPGA

📌 Embedded FPGA (eFPGA)

Embedded FPGA eFPGA — это программируемая логика, встроенная в состав SoC или ASIC, позволяющая реализовать кастомную цифровую схему без необходимости внешнего FPGA.

🧠 Как работает

eFPGA — это интегрируемый IP-блок внутри SoC, архитектурно схожий с обычным FPGA:

• Содержит массив LUT, Flip-Flops, Routing Matrix, BRAM, DSP Blocks
• Подключается к внутренним шинам SoC: AXI, NoC, O bus
• Конфигурируется во время загрузки или во время выполнения
• Использует внутренние или внешние конфигурационные биты (например, через SPI Flash)

eFPGA может быть частично или полностью реконфигурируемой.

⚙️ Где применяется

Область	Примеры применения
SoC / ASIC	Встраивание кастомных интерфейсов
Digital Signal Processing DSP	Специфические фильтры, FFT, MAC
Cryptography	Аппаратное ускорение шифрования
Networking	Packet Classification, Firewall
AI Accelerators	Реализация нейроядра или вектора SIMD
Reconfigurable Computing	Динамическое изменение логики во время работы

💻 Пример (описание в HDL)

module efpga_custom_block(input clk, input [7:0] in, output [7:0] out);
  assign out = in ^ 8'hFF; // инверсия входа
endmodule

📐 Устройство eFPGA (аналогично FPGA)

Компонент	Назначение
LUT	Реализация логических функций
CLB	Группировка логики и регистров
Routing Matrix	Связь между блоками
BRAM	Локальная память
DSP Blocks	Умножители, сумматоры
IO Blocks	Внутренние соединения с SoC
Configuration Interface	Загрузка битстрима

🧩 Связанные технологии

• FPGA, Programmable Logic, SoC, NoC

• OpenFPGA, Flex Logix, QuickLogic

• HDL, HLS, Chisel

✅ Преимущества

• Позволяет кастомизировать SoC без дорогостоящего перепроектирования

• Энергопотребление ниже, чем у внешнего FPGA

• Меньшая задержка: соединение по внутренним шинам

• Поддержка частичной реконфигурации

❌ Недостатки

• Меньшая плотность логики, чем у дискретного FPGA

• Ограниченный размер и количество ресурсов

• Сложность интеграции и верификации

• Требует лицензирования от IP-провайдеров