FPGA全稱(cheng)為(wei)Field-Programmable Gate Array，中文含(han)義為(wei)現場可編程(cheng)(cheng)門陣列。FPGA是作為(wei)專(zhuan)用(yong)集成電(dian)路(lu)（ASIC）領域中的(de)(de)(de)(de)半定制電(dian)路(lu)而出現的(de)(de)(de)(de)，它(ta)克服了定制電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)不足，也解決(jue)了PAL、GAL、CPLD等可編程(cheng)(cheng)器件門電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)缺點。由于(yu)FPGA具有布線資源豐(feng)富，可重復編程(cheng)(cheng)和(he)集成度高，投(tou)資較低的(de)(de)(de)(de)特點，在數(shu)字電(dian)路(lu)設(she)計(ji)領域得到了廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。

買(mai) 購小編(bian)了解到，fpga主要(yao)有Verilog、VHDL和C語(yu)言(yan)(yan)進(jin)行(xing)編(bian)程(cheng)，常用(yong)的還是前面兩種，雖然有些國外公司試圖C語(yu)言(yan)(yan)替代VHDL語(yu)言(yan)(yan)的目的，但是一般情(qing)況不使用(yong)C語(yu)言(yan)(yan)進(jin)行(xing)編(bian)程(cheng)。

包括(kuo)算(suan)法(fa)設(she)(she)(she)(she)計、代碼仿(fang)真以及設(she)(she)(she)(she)計、板機調試，設(she)(she)(she)(she)計者以及實際(ji)需求(qiu)建立(li)算(suan)法(fa)架(jia)構，利用(yong)EDA建立(li)設(she)(she)(she)(she)計方(fang)(fang)案或HD編寫設(she)(she)(she)(she)計代碼，通過代碼仿(fang)真保證(zheng)設(she)(she)(she)(she)計方(fang)(fang)案符合實際(ji)要求(qiu)，最后進行板級調試，利用(yong)配(pei)置(zhi)電路將相關(guan)文(wen)件下載至FPGA芯(xin)片中，驗證(zheng)實際(ji)運行效果。

1、可編程輸入/輸出單元：簡稱I/O單元，是芯(xin)片與外界電路(lu)的接口部分，完成不同電氣特(te)性下(xia)對輸入/輸出(chu)信號的驅動與匹配需求。

2、基本可編程邏輯單元：它是可編程(cheng)邏輯的主體，可以根據(ju)設計(ji)靈活(huo)地(di)改變其內部(bu)連接與(yu)配(pei)置，完成不(bu)同的邏輯功能。FPGA的基本可編程(cheng)邏輯單元幾(ji)乎都是由查找表(biao)LUT和寄存(cun)器Reg組成的。

3、嵌入式塊RAM：據MA Igoo編輯了解，FPGA內(nei)部嵌入(ru)可編程(cheng)RAM模塊，大大拓(tuo)展了FPGA的應用范圍和使用的靈活(huo)性(xing)。

4、豐富的布線資源：布線資源連(lian)(lian)通(tong)FPGA內部所有單(dan)元，連(lian)(lian)線的(de)長度和(he)工藝(yi)決(jue)定著信(xin)號在連(lian)(lian)線上的(de)驅動能力和(he)傳輸速度。

5、底層嵌入功能單元：底層嵌(qian)入功(gong)能單(dan)元的概念比較籠統(tong)，這里指那些通用(yong)程度較高(gao)的嵌(qian)入式功(gong)能模塊、入PLL、DSP、CPU等。

6、內嵌專用硬核：這(zhe)里說的硬核(he)主要指那些(xie)通(tong)用性較弱，不(bu)是所(suo)有FPGA器件都包(bao)含硬核(he)（Hard Core）。

FPGA采用了邏(luo)輯單(dan)元陣列(lie)LCA（Logic Cell Array）這(zhe)樣一個概念，內部(bu)包括可配置(zhi)邏(luo)輯模塊(kuai)CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊(kuai)IOB（Input Output Block）和內部(bu)連(lian)線（Interconnect）三個部(bu)分。

現(xian)場可(ke)編(bian)程門(men)陣列（FPGA）是可(ke)編(bian)程器(qi)件，與(yu)傳統(tong)邏輯(ji)電路和(he)門(men)陣列（如PAL，GAL及CPLD器(qi)件）相(xiang)(xiang)比，FPGA具有不同的結構(gou)。FPGA利用(yong)小型查(cha)找表（16×1RAM）來實現(xian)組合邏輯(ji)，每個(ge)查(cha)找表連接(jie)到(dao)一個(ge)D觸發(fa)(fa)器(qi)的輸入(ru)端，觸發(fa)(fa)器(qi)再來驅動其他邏輯(ji)電路或驅動I/O，由(you)此構(gou)成了既可(ke)實現(xian)組合邏輯(ji)功能又(you)可(ke)實現(xian)時序邏輯(ji)功能的基本邏輯(ji)單元(yuan)模(mo)塊(kuai)，這些(xie)模(mo)塊(kuai)間利用(yong)金屬連線互(hu)相(xiang)(xiang)連接(jie)或連接(jie)到(dao)I/O模(mo)塊(kuai)。

FPGA的邏輯是通過向內部靜(jing)態存儲(chu)單(dan)元(yuan)加載編(bian)(bian)程數據來實(shi)(shi)現(xian)的，存儲(chu)在存儲(chu)器單(dan)元(yuan)中的值決(jue)定了邏輯單(dan)元(yuan)的邏輯功能(neng)以及各(ge)模塊之間(jian)或模塊與I/O間(jian)的聯接方式，并(bing)最終決(jue)定了FPGA所(suo)能(neng)實(shi)(shi)現(xian)的功能(neng)，FPGA允許無限(xian)次的編(bian)(bian)程。

1、結構上的區別

單片(pian)機是(shi)微處理(li)器(qi)結構(gou)(gou)，采用的(de)(de)是(shi)哈(ha)佛總線(xian)結構(gou)(gou)或馮諾依曼結構(gou)(gou)，單片(pian)機結構(gou)(gou)簡單體(ti)積小，價格(ge)(ge)便宜，應(ying)(ying)用廣泛。FPGA是(shi)查找表結構(gou)(gou)，它的(de)(de)程(cheng)序不用考慮(lv)芯片(pian)的(de)(de)結構(gou)(gou)，偏重于時序上的(de)(de)問(wen)題(ti)，FPGA結構(gou)(gou)復雜(za)，功能強大，通(tong)常應(ying)(ying)用在通(tong)信領域等畢竟高(gao)端的(de)(de)場合，價格(ge)(ge)比單片(pian)機貴。

2、速度上的區別

單(dan)片(pian)機(ji)是單(dan)線程執(zhi)行(xing)，程序語句需要等(deng)待單(dan)片(pian)機(ji)周期才能執(zhi)行(xing)，時間長速(su)(su)(su)度慢。FPGA是硬件電路，是并行(xing)結構，這導致FPGA系(xi)統穩定性高(gao)，適合高(gao)速(su)(su)(su)接口電路，一(yi)次性執(zhi)行(xing)多種操(cao)作(zuo)，速(su)(su)(su)度上快(kuai)于(yu)單(dan)片(pian)機(ji)。

3、本質上的區別

FPGA偏(pian)重于(yu)硬件(jian)電(dian)路(lu)，屬于(yu)硬件(jian)范(fan)(fan)疇，是一個通過硬件(jian)描述(shu)語言(yan)在FPGA芯(xin)片(pian)上自定(ding)義集成電(dian)路(lu)的(de)過程。單(dan)片(pian)機(ji)偏(pian)重于(yu)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)，單(dan)片(pian)機(ji)設計屬于(yu)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)范(fan)(fan)疇，它的(de)硬件(jian)（單(dan)片(pian)機(ji)芯(xin)片(pian)）是固定(ding)的(de)，通過軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)編(bian)程語言(yan)描述(shu)軟(ruan)(ruan)(ruan)件(jian)指令在硬件(jian)芯(xin)片(pian)上的(de)執行(xing)。

4、應用上的區別

M aigoo小編了解到，單片(pian)機是(shi)單線程(cheng)，所(suo)有指令是(shi)在控(kong)制器按(an)順序執行。FPGA是(shi)邏輯單元，可做到并行執行，一(yi)次性執行多種操作。

5、入門難易程度區別

單(dan)片機(ji)結(jie)構簡單(dan)，功能強，價格低，入門難度不(bu)高。FPGA結(jie)構復雜，價格昂貴，入門難度不(bu)適合(he)小白(bai)。

1、FPGA由邏輯單元、RAM、乘法器等(deng)硬件(jian)資源組成(cheng)，通(tong)過將(jiang)這(zhe)些硬件(jian)資源合理(li)組織，可(ke)實(shi)現乘法器、寄存器、地(di)址(zhi)發生器等(deng)硬件(jian)電路。

2、FPGA可(ke)通過使用框(kuang)圖(tu)或者(zhe)Verilog HDL來(lai)設計，從簡單的(de)門電(dian)路到FIR或者(zhe)FFT電(dian)路。

3、FPGA可無限地(di)重新編程，加載一個新的(de)設計方案(an)只需幾百毫秒，利用重配置可以減少(shao)硬件的(de)開銷。

4、FPGA的工作(zuo)頻(pin)率由FPGA芯(xin)片以及設計決定，可(ke)(ke)以通過(guo)修(xiu)改設計或者更換(huan)更快的芯(xin)片來達(da)到某些苛(ke)刻(ke)的要求(qiu)（當然，工作(zuo)頻(pin)率也不是無限制的可(ke)(ke)以提高，而是受當前的IC工藝等因(yin)素制約）。

1、FPGA的所有(you)功能(neng)均依靠硬件實(shi)現(xian)，無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)分支條件跳(tiao)轉等操作。

2、FPGA只(zhi)能實現定(ding)點運算(suan)。

MAI goo小編總結：FPGA依靠硬件來實現(xian)所有(you)的功能，速(su)度上(shang)可以(yi)和專用芯片相(xiang)比，但設計的靈活(huo)度與通用處理器(qi)相(xiang)比有(you)很大的差距(ju)。

FPGA 在通信領域的(de)(de)應用可(ke)以說是(shi)無所不能。在終端(duan)設(she)備數量比(bi)較(jiao)(jiao)多的(de)(de)位置，FPGA的(de)(de)用量比(bi)較(jiao)(jiao)大(da)，基(ji)站最適合使用FPGA，基(ji)站幾乎每一(yi)塊板子都需要使用FPGA芯(xin)片，而(er)且型號比(bi)較(jiao)(jiao)高端(duan)，可(ke)以處理(li)復雜的(de)(de)物理(li)協(xie)議(yi)，實現邏輯控制。

FPGA 最大(da)優勢是其并行(xing)處(chu)理機制，即利用(yong)并行(xing)架(jia)構(gou)實現數(shu)字(zi)(zi)信號處(chu)理的功(gong)能。對于高速(su)并行(xing)的數(shu)字(zi)(zi)信號處(chu)理任(ren)務來說，FPGA 性能遠遠超過(guo)通用(yong) DSP 處(chu)理器的串(chuan)行(xing)執行(xing)架(jia)構(gou)，所以在數(shu)字(zi)(zi)信號處(chu)理領域 FPGA 的應用(yong)也是十分廣泛的。

人(ren)們(men)對圖像的(de)(de)穩定(ding)性、清(qing)晰度(du)、亮(liang)度(du)和顏(yan)色(se)的(de)(de)追求越(yue)來越(yue)高， 像以前的(de)(de)標清(qing)（SD）慢慢演(yan)變成(cheng)高清(qing)（HD），到現在(zai)(zai)人(ren)們(men)更(geng)是(shi)(shi)追求藍光(guang)品質的(de)(de)圖像。這使(shi)得(de)處理(li)芯片需要實時處理(li)的(de)(de)數據(ju)量越(yue)來越(yue)大，并且圖像的(de)(de)壓縮算法也(ye)是(shi)(shi)越(yue)來越(yue)復雜， FPGA可以更(geng)加(jia)高效的(de)(de)處理(li)數據(ju)，所以在(zai)(zai)圖像處理(li)領域在(zai)(zai)綜合考慮成(cheng)本(ben)后，FPGA 也(ye)越(yue)來越(yue)受到市(shi)場的(de)(de)歡迎。

FPGA的(de)高速(su)處(chu)理(li)(li)能力和多達成百(bai)上(shang)千(qian)個的(de) IO 決(jue)定(ding)了它在(zai)高速(su)接(jie)口(kou)(kou)設(she)計領域的(de)獨特(te)優勢。不(bu)同的(de)接(jie)口(kou)(kou)邏輯(ji)都可以在(zai) FPGA 內部(bu)去(qu)實現，完(wan)全沒(mei)必要(yao)那么多的(de)接(jie)口(kou)(kou)芯片(pian)，在(zai)配合 DDR 存儲器(qi)的(de)使(shi)(shi)用，將(jiang)使(shi)(shi)接(jie)口(kou)(kou)數據的(de)處(chu)理(li)(li)變得更加得心應手。

FPGA 在人工(gong)智能(neng)系統的前端部分(fen)也是(shi)得(de)到(dao)了(le)廣泛(fan)的應(ying)用，例(li)如自動駕駛(shi)(shi)，需(xu)要對行駛(shi)(shi)路線、紅綠燈、路障和(he)行駛(shi)(shi)速度等各種(zhong)交通(tong)信(xin)號進行采集，需(xu)要用到(dao)多種(zhong)傳(chuan)感器，對這(zhe)些傳(chuan)感器進行綜合(he)驅動和(he)融合(he)處理(li)就可(ke)以使用 FPGA。

IC設計都要強調一(yi)版成功，保(bao)證(zheng)IC一(yi)版成功就要進行充分的(de)仿真(zhen)測試和FPGA驗證(zheng)，仿真(zhen)驗證(zheng)是(shi)在服務(wu)器(qi)上面跑仿真(zhen)軟件(jian)(jian)進行測試，類似ModelSim/VCS軟件(jian)(jian)，FPGA生成的(de)電路非常接近真(zhen)實的(de)IC芯片，這樣極大的(de)方(fang)便IC設計人員(yuan)去驗證(zheng)自(zi)己的(de)IC設計。

1、選擇有設計軟件支持(chi)的(de)廠家的(de)芯片，這樣可減少資本投入，降低成本。

2、選擇(ze)(ze)產品設(she)計性(xing)能改(gai)進有(you)(you)余量的(de)。如果所選擇(ze)(ze)的(de)芯片(pian)是(shi)某一(yi)廠家產品中(zhong)容量:最(zui)大，或是(shi)速度(du)最(zui)高(gao)的(de)，那么，一(yi)但設(she)計需要改(gai)進，則有(you)(you)可(ke)能在該廠家的(de)芯片(pian)中(zhong)再選不出合適的(de)來了。

3、設(she)計應(ying)用的延續性(xing)和可(ke)擴展性(xing)。如(ru)果所(suo)選(xuan)廠家的產品具有很(hen)大的局(ju)限性(xing)，則有可(ke)能僅(jin)僅(jin)適用于很(hen)少一部分設(she)計，從(cong)而造(zao)成(cheng)設(she)計軟件投(tou)入上的浪費(fei)。

4、選擇(ze)性能價(jia)格比(bi)最優的(de)。盡(jin)管象Xilinx、Altera這樣的(de)器件生產(chan)廠(chang)家都在(zai)通過降價(jia)來(lai)作(zuo)市場(chang)宣傳，大多(duo)數FPGA芯片的(de)價(jia)格還是(shi)比(bi)較高的(de)，所有在(zai)滿足上(shang)述準則的(de)情況下適(shi)當考慮價(jia)格也(ye)是(shi)有必要的(de)。

5、盡量(liang)選擇成(cheng)熟(shu)的(de)產(chan)品(pin)系列。FPGA芯片更新換代速度非常快，最新推出的(de)FPGA系列產(chan)品(pin)一般都沒(mei)有經(jing)過大(da)批量(liang)應用的(de)驗證，會增(zeng)加設(she)計(ji)(ji)風險，且供貨量(liang)少價格(ge)相(xiang)對高，如果成(cheng)熟(shu)的(de)產(chan)品(pin)能滿足設(she)計(ji)(ji)指(zhi)標要(yao)求，那么最好(hao)選這樣的(de)芯片來完成(cheng)設(she)計(ji)(ji)。

6、盡量選擇(ze)兼(jian)容(rong)性好的封(feng)裝。目前，同系(xi)列的FPGA芯片一(yi)般可(ke)(ke)以做到相同物理(li)封(feng)裝兼(jian)容(rong)不同規模的器(qi)件。例(li)如(ru)，Xilinx的Spartan3系(xi)列FPGA，在BGA456封(feng)裝下，可(ke)(ke)以選擇(ze)3S200、2S400、3S1000、3S1500這4種型號(hao)的FPGA。

7、如果在整個電子系(xi)統中需(xu)要多個FPGA器件，那(nei)么盡量選擇一(yi)個公司的產(chan)品。這(zhe)樣的好(hao)處不僅可以降低成本，而且降低開發難(nan)度。因為開發環境(jing)和工(gong)具是一(yi)致(zhi)的，芯片接口電平和特性也一(yi)致(zhi)，便于互聯互通(tong)。

1、每逢節日活動，就到(dao)了(le)網購達人們(men)大展身手的時(shi)候了(le)，然而面(mian)對(dui)五花八(ba)門的商品、參差不齊的價格卻不知如何下(xia)手？

2、每逢節日活動，就到了網(wang)購(gou)達(da)人們大展身手的時候了，然而面對五花八門的商品(pin)、參(can)差(cha)不(bu)齊的價(jia)格卻不(bu)知(zhi)如何下手？