FPGA全(quan)稱為Field-Programmable Gate Array，中文含義(yi)為現(xian)場可(ke)編(bian)程門陣(zhen)列(lie)。FPGA是作為專用(yong)集成電(dian)路(lu)(lu)（ASIC）領域(yu)中的半定制電(dian)路(lu)(lu)而出(chu)現(xian)的，它克服(fu)了(le)定制電(dian)路(lu)(lu)的不(bu)足，也解決(jue)了(le)PAL、GAL、CPLD等可(ke)編(bian)程器件門電(dian)路(lu)(lu)的缺點。由于FPGA具有布線(xian)資源豐富，可(ke)重復編(bian)程和(he)集成度高(gao)，投資較(jiao)低的特點，在數字電(dian)路(lu)(lu)設計領域(yu)得到了(le)廣泛的應用(yong)。

買 購小編(bian)了解到(dao)，fpga主要有Verilog、VHDL和C語(yu)言進(jin)行編(bian)程，常用(yong)的(de)還(huan)是(shi)(shi)前(qian)面(mian)兩(liang)種(zhong)，雖然有些(xie)國外公司(si)試圖C語(yu)言替代VHDL語(yu)言的(de)目的(de)，但是(shi)(shi)一般情況(kuang)不使用(yong)C語(yu)言進(jin)行編(bian)程。

包(bao)括(kuo)算法設計、代(dai)碼(ma)(ma)仿(fang)真(zhen)(zhen)以及設計、板(ban)機調試，設計者以及實際(ji)(ji)需求建立(li)算法架構，利用EDA建立(li)設計方案(an)或HD編寫設計代(dai)碼(ma)(ma)，通過代(dai)碼(ma)(ma)仿(fang)真(zhen)(zhen)保證設計方案(an)符合實際(ji)(ji)要求，最后(hou)進行板(ban)級(ji)調試，利用配置電路將相關(guan)文件(jian)下載至(zhi)FPGA芯片中，驗(yan)證實際(ji)(ji)運行效果。

1、可編程輸入/輸出單元：簡稱I/O單元，是芯片與外界電路的(de)接口部(bu)分，完成(cheng)不同電氣特(te)性下對輸(shu)入/輸(shu)出信號的(de)驅動(dong)與匹(pi)配需求。

2、基本可編程邏輯單元：它是(shi)可編(bian)程邏輯(ji)的(de)主(zhu)體，可以根據設計靈活(huo)地改(gai)變其內(nei)部(bu)連接(jie)與配置，完成不同的(de)邏輯(ji)功能(neng)。FPGA的(de)基(ji)本可編(bian)程邏輯(ji)單元幾乎都(dou)是(shi)由查找表LUT和寄存器Reg組成的(de)。

3、嵌入式塊RAM：據MA Igoo編輯了解，FPGA內部嵌入(ru)可(ke)編程RAM模(mo)塊，大大拓展了FPGA的(de)應用范圍和(he)使用的(de)靈活性。

4、豐富的布線資源：布線(xian)資(zi)源連通FPGA內部所有單元，連線(xian)的長度(du)和工藝決定著信(xin)號在連線(xian)上的驅動能力(li)和傳輸速度(du)。

5、底層嵌入功能單元：底(di)層嵌入功能單元的概念比較(jiao)籠(long)統，這里(li)指那(nei)些(xie)通用程度較(jiao)高的嵌入式(shi)功能模(mo)塊、入PLL、DSP、CPU等。

6、內嵌專用硬核：這(zhe)里說的硬(ying)核主要指那些(xie)通(tong)用性較弱，不是所有FPGA器件都包含硬(ying)核（Hard Core）。

FPGA采用了(le)邏(luo)輯(ji)單元陣列LCA（Logic Cell Array）這(zhe)樣一(yi)個概(gai)念，內部包括可配置邏(luo)輯(ji)模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸(shu)入(ru)輸(shu)出模塊IOB（Input Output Block）和(he)內部連線(xian)（Interconnect）三個部分。

現(xian)場(chang)可(ke)編程(cheng)門(men)陣列(lie)（FPGA）是可(ke)編程(cheng)器(qi)件(jian)，與傳統邏(luo)輯(ji)電(dian)路和門(men)陣列(lie)（如PAL，GAL及CPLD器(qi)件(jian)）相比，FPGA具有(you)不(bu)同的結構。FPGA利(li)用(yong)小(xiao)型查找表(biao)（16×1RAM）來實(shi)現(xian)組合邏(luo)輯(ji)，每個查找表(biao)連接到一個D觸(chu)發(fa)器(qi)的輸入(ru)端，觸(chu)發(fa)器(qi)再來驅(qu)(qu)動其他邏(luo)輯(ji)電(dian)路或驅(qu)(qu)動I/O，由此構成(cheng)了(le)既可(ke)實(shi)現(xian)組合邏(luo)輯(ji)功能又(you)可(ke)實(shi)現(xian)時序邏(luo)輯(ji)功能的基本邏(luo)輯(ji)單元模(mo)(mo)塊，這(zhe)些(xie)模(mo)(mo)塊間利(li)用(yong)金屬連線互相連接或連接到I/O模(mo)(mo)塊。

FPGA的(de)(de)(de)邏輯是通(tong)過向(xiang)內部(bu)靜態(tai)存儲(chu)單元加載編程數據來實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)，存儲(chu)在存儲(chu)器單元中的(de)(de)(de)值(zhi)決定了邏輯單元的(de)(de)(de)邏輯功(gong)能以及各(ge)模塊之間或模塊與(yu)I/O間的(de)(de)(de)聯接方(fang)式，并最(zui)終(zhong)決定了FPGA所能實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)功(gong)能，FPGA允許無限次(ci)的(de)(de)(de)編程。

1、結構上的區別

單(dan)(dan)片(pian)機(ji)是(shi)(shi)微處理器結(jie)(jie)(jie)構(gou)，采用的(de)是(shi)(shi)哈(ha)佛總線結(jie)(jie)(jie)構(gou)或(huo)馮諾依(yi)曼(man)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，單(dan)(dan)片(pian)機(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)簡單(dan)(dan)體積小，價格便(bian)宜，應用廣泛(fan)。FPGA是(shi)(shi)查找表結(jie)(jie)(jie)構(gou)，它的(de)程序不(bu)用考慮芯片(pian)的(de)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，偏重于時序上的(de)問題，FPGA結(jie)(jie)(jie)構(gou)復雜(za)，功能強大，通常應用在(zai)通信領域等畢竟(jing)高端的(de)場合(he)，價格比單(dan)(dan)片(pian)機(ji)貴。

2、速度上的區別

單片機(ji)(ji)是(shi)單線(xian)程執(zhi)行，程序語句(ju)需要等待單片機(ji)(ji)周期才(cai)能(neng)執(zhi)行，時(shi)間長速度慢。FPGA是(shi)硬件電路(lu)，是(shi)并行結構，這導(dao)致(zhi)FPGA系統穩(wen)定性高，適合高速接口電路(lu)，一次(ci)性執(zhi)行多種操作，速度上快于(yu)單片機(ji)(ji)。

3、本質上的區別

FPGA偏(pian)重于硬(ying)件(jian)(jian)電路(lu)，屬(shu)于硬(ying)件(jian)(jian)范疇(chou)，是(shi)一個通(tong)過(guo)(guo)硬(ying)件(jian)(jian)描述(shu)語言在FPGA芯片(pian)(pian)上(shang)自定義集成電路(lu)的過(guo)(guo)程。單片(pian)(pian)機偏(pian)重于軟件(jian)(jian)，單片(pian)(pian)機設(she)計(ji)屬(shu)于軟件(jian)(jian)范疇(chou)，它的硬(ying)件(jian)(jian)（單片(pian)(pian)機芯片(pian)(pian)）是(shi)固定的，通(tong)過(guo)(guo)軟件(jian)(jian)編程語言描述(shu)軟件(jian)(jian)指令在硬(ying)件(jian)(jian)芯片(pian)(pian)上(shang)的執行。

4、應用上的區別

M aigoo小編了(le)解到，單(dan)片機(ji)是(shi)單(dan)線程，所(suo)有指令(ling)是(shi)在控制器按順(shun)序執(zhi)(zhi)行。FPGA是(shi)邏(luo)輯單(dan)元，可做到并行執(zhi)(zhi)行，一次性執(zhi)(zhi)行多種操作。

5、入門難易程度區別

單片(pian)機結構簡單，功能強，價格(ge)低，入(ru)門難(nan)度不(bu)高。FPGA結構復(fu)雜(za)，價格(ge)昂貴，入(ru)門難(nan)度不(bu)適合小白。

1、FPGA由邏(luo)輯單元、RAM、乘法(fa)器(qi)等(deng)硬(ying)(ying)件資(zi)(zi)源(yuan)組成，通過將這些硬(ying)(ying)件資(zi)(zi)源(yuan)合理組織，可(ke)實現乘法(fa)器(qi)、寄存器(qi)、地址(zhi)發生器(qi)等(deng)硬(ying)(ying)件電路(lu)。

2、FPGA可通過使用框圖或者(zhe)Verilog HDL來(lai)設(she)計(ji)，從簡單的門電(dian)路(lu)到(dao)FIR或者(zhe)FFT電(dian)路(lu)。

3、FPGA可無限地重新編程，加載一個(ge)新的設計方(fang)案(an)只需幾百毫秒，利(li)用重配置可以(yi)減少硬件(jian)的開銷。

4、FPGA的(de)工作(zuo)頻率(lv)由FPGA芯片以及設(she)計決定，可以通過修(xiu)改(gai)設(she)計或者(zhe)更換(huan)更快(kuai)的(de)芯片來達到某些苛刻的(de)要求（當然，工作(zuo)頻率(lv)也不是無限制(zhi)的(de)可以提高，而是受當前的(de)IC工藝等(deng)因素(su)制(zhi)約）。

1、FPGA的所(suo)有功(gong)能均(jun)依(yi)靠硬件實(shi)現(xian)，無法實(shi)現(xian)分支條(tiao)件跳轉等操(cao)作。

2、FPGA只能實現定(ding)點運算。

MAI goo小編總結：FPGA依(yi)靠(kao)硬件來實現所有的(de)功能(neng)，速度上可(ke)以和專用(yong)芯片相比，但設(she)計的(de)靈(ling)活度與通用(yong)處理器相比有很大的(de)差(cha)距。

FPGA 在通信領(ling)域(yu)的(de)應用(yong)可以說是無所(suo)不(bu)能。在終端設(she)備(bei)數量比較多的(de)位置(zhi)，FPGA的(de)用(yong)量比較大，基站(zhan)最適合使用(yong)FPGA，基站(zhan)幾乎每一塊板(ban)子都需要使用(yong)FPGA芯片，而且型號(hao)比較高端，可以處理復雜的(de)物理協議，實(shi)現邏(luo)輯控制。

FPGA 最(zui)大優勢(shi)是其(qi)并行(xing)處(chu)理機制(zhi)，即利用并行(xing)架(jia)構實(shi)現(xian)數字信號處(chu)理的(de)功能。對于高速并行(xing)的(de)數字信號處(chu)理任(ren)務來說，FPGA 性能遠遠超過通(tong)用 DSP 處(chu)理器的(de)串行(xing)執行(xing)架(jia)構，所以在數字信號處(chu)理領域 FPGA 的(de)應用也是十分廣泛的(de)。

人(ren)們對圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)穩定性、清晰度(du)、亮度(du)和顏色的(de)(de)(de)追(zhui)求越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)， 像(xiang)(xiang)(xiang)以(yi)(yi)前的(de)(de)(de)標清（SD）慢慢演(yan)變成高(gao)清（HD），到現(xian)在人(ren)們更(geng)(geng)是追(zhui)求藍光品質的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。這使(shi)得處(chu)理(li)芯片(pian)需要實(shi)時處(chu)理(li)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)量越(yue)來(lai)越(yue)大，并且圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)壓縮算法也是越(yue)來(lai)越(yue)復(fu)雜(za)， FPGA可以(yi)(yi)更(geng)(geng)加(jia)高(gao)效的(de)(de)(de)處(chu)理(li)數(shu)(shu)據(ju)，所以(yi)(yi)在圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)處(chu)理(li)領域在綜合(he)考(kao)慮成本(ben)后，FPGA 也越(yue)來(lai)越(yue)受到市場的(de)(de)(de)歡迎。

FPGA的(de)高速處理能力(li)和多(duo)達成百上千個的(de) IO 決定了(le)它在(zai)高速接口(kou)(kou)設計(ji)領域的(de)獨特優勢。不同的(de)接口(kou)(kou)邏輯都可(ke)以在(zai) FPGA 內部(bu)去實現(xian)，完(wan)全(quan)沒必要那么多(duo)的(de)接口(kou)(kou)芯片，在(zai)配(pei)合(he) DDR 存儲(chu)器的(de)使用，將使接口(kou)(kou)數據的(de)處理變得更加(jia)得心應手。

FPGA 在人工智能系統的前端部分也是得到(dao)了廣泛的應用(yong)，例如(ru)自動(dong)駕駛(shi)(shi)，需(xu)要對行駛(shi)(shi)路線、紅綠(lv)燈、路障和行駛(shi)(shi)速度(du)等各種交通信號進行采集，需(xu)要用(yong)到(dao)多種傳感(gan)(gan)器(qi)，對這些(xie)傳感(gan)(gan)器(qi)進行綜合驅動(dong)和融(rong)合處(chu)理(li)就(jiu)可以使用(yong) FPGA。

IC設計都(dou)要強調一版成(cheng)(cheng)(cheng)功，保證(zheng)IC一版成(cheng)(cheng)(cheng)功就要進(jin)(jin)行充分的(de)仿(fang)真測試(shi)和(he)FPGA驗(yan)證(zheng)，仿(fang)真驗(yan)證(zheng)是在(zai)服(fu)務器上面(mian)跑仿(fang)真軟件(jian)(jian)進(jin)(jin)行測試(shi)，類似ModelSim/VCS軟件(jian)(jian)，FPGA生成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)電路非(fei)常接近(jin)真實的(de)IC芯片，這樣極大(da)的(de)方便IC設計人員去驗(yan)證(zheng)自(zi)己的(de)IC設計。

1、選擇有設計軟件支持的(de)廠家的(de)芯片，這樣可(ke)減(jian)少資本投入，降低成本。

2、選擇產品(pin)設計性能(neng)改進有(you)余量(liang)的(de)(de)(de)。如(ru)果所選擇的(de)(de)(de)芯片(pian)是(shi)(shi)某一(yi)廠家(jia)產品(pin)中容量(liang):最大(da)，或是(shi)(shi)速度最高的(de)(de)(de)，那么，一(yi)但(dan)設計需要改進，則有(you)可能(neng)在該廠家(jia)的(de)(de)(de)芯片(pian)中再選不出(chu)合(he)適的(de)(de)(de)來了。

3、設計應(ying)用的(de)延續性和可(ke)擴展性。如果所(suo)選廠家的(de)產品具有很大的(de)局限(xian)性，則有可(ke)能僅(jin)僅(jin)適用于很少一(yi)部分設計，從而造成設計軟件投(tou)入上的(de)浪費。

4、選擇性能價格比(bi)最優的(de)。盡管象(xiang)Xilinx、Altera這樣的(de)器件生產廠家都在(zai)通過降價來作市場宣傳，大(da)多數FPGA芯片(pian)的(de)價格還(huan)是(shi)比(bi)較高的(de)，所(suo)有(you)在(zai)滿足上述(shu)準(zhun)則的(de)情況(kuang)下適(shi)當考慮價格也是(shi)有(you)必(bi)要(yao)的(de)。

5、盡量選擇(ze)成熟的(de)產品(pin)(pin)系列。FPGA芯片(pian)更新換代速(su)度非常快，最(zui)新推(tui)出的(de)FPGA系列產品(pin)(pin)一般都(dou)沒有經過大(da)批量應用(yong)的(de)驗證，會(hui)增加設(she)計(ji)風(feng)險，且供貨量少價(jia)格相對高，如果成熟的(de)產品(pin)(pin)能滿足設(she)計(ji)指標要(yao)求(qiu)，那么最(zui)好選這樣的(de)芯片(pian)來完成設(she)計(ji)。

6、盡量選(xuan)(xuan)擇兼(jian)容性好(hao)的(de)(de)封裝(zhuang)。目前(qian)，同(tong)系(xi)列的(de)(de)FPGA芯片一般(ban)可以做到相同(tong)物理封裝(zhuang)兼(jian)容不同(tong)規模的(de)(de)器件。例如，Xilinx的(de)(de)Spartan3系(xi)列FPGA，在BGA456封裝(zhuang)下(xia)，可以選(xuan)(xuan)擇3S200、2S400、3S1000、3S1500這4種型號(hao)的(de)(de)FPGA。

7、如果在整個電子系(xi)統中需要多個FPGA器(qi)件，那么盡量選(xuan)擇(ze)一(yi)個公(gong)司的(de)產品(pin)。這樣(yang)的(de)好處不僅可以降低成本，而(er)且(qie)降低開(kai)發(fa)難度。因為開(kai)發(fa)環境(jing)和工具(ju)是(shi)一(yi)致(zhi)的(de)，芯片接口電平(ping)和特性也一(yi)致(zhi)，便于互聯互通。

1、每逢(feng)節日活動，就到了(le)網購達人們大(da)展身手的時候了(le)，然而(er)面(mian)對五花八門的商(shang)品、參差不齊(qi)的價(jia)格卻不知(zhi)如何下手？

2、每逢(feng)節日活(huo)動，就到了網購達人們(men)大展(zhan)身手的時候了，然而面(mian)對五花八門(men)的商品、參差不(bu)齊(qi)的價格(ge)卻不(bu)知如(ru)何下(xia)手？