令和元年度(再試験) III-11

解説

この問題で問われていること

FPGAの特徴(書換え可能性)と、SoC(専用LSI)に比べた長所・短所を確認する問題。

解き方

① FPGA=作った後で回路を書き換えられるLSI。試作・少量生産向きで、速度・消費電力・量産時の単価では専用のSoCに劣る
② ①速度はSoCが上、③消費電力はFPGAが大きい、④書き換えで直せる、⑤量産ならSoCが安い。設計ツールで優先項目を設定できる(②)
③ ②

正解が正しい理由

FPGAの設計ツールでは、動作周波数、回路規模、消費電力など、優先する項目を最適化方針として設定して、合成・配置配線を行う機能が提供されている。したがって②が最も適切である。

各選択肢について

• ① FPGAは、配線の自由度が高い分、配線遅延などが大きくなり、同じ論理回路を実現するなら、SoC(専用に作り込まれたLSI)の方が、高速に動作する。
• ② 設計ツールで、動作周波数、回路規模、消費電力などの優先項目を、最適化方針として設定できる。これが正答。
• ③ FPGAは、内部の論理や接続を自由に変えられる構造の分、余分な回路や配線が必要になり、SoCに比べて、消費電力は大きくなる。
• ④ FPGAは、内部の論理を、後から書き換えられるのが特長で、バグが見つかれば、設計を修正して、書き直せる。メーカーで製造し直す必要はない。
• ⑤ 大量生産した場合の単価は、専用に作るSoCの方が安価になる。FPGAは、少量生産や試作、仕様変更が多い場合に向く。

覚えるべきポイント

FPGA=現場で(Field)論理を書き換えられるLSI。開発期間が短く、初期費用が低いが、単価・消費電力・動作速度では、量産向けのSoC/ASICに劣る。