FPGA全稱為Field-Programmable Gate Array，中文含義為現場可(ke)編程門(men)陣(zhen)列。FPGA是(shi)作為專(zhuan)用集成電(dian)(dian)路(lu)（ASIC）領域(yu)中的半定(ding)制(zhi)電(dian)(dian)路(lu)而出現的，它克(ke)服了(le)定(ding)制(zhi)電(dian)(dian)路(lu)的不足，也解決了(le)PAL、GAL、CPLD等可(ke)編程器件(jian)門(men)電(dian)(dian)路(lu)的缺點。由(you)于(yu)FPGA具有布線資源豐富，可(ke)重復編程和集成度(du)高，投資較(jiao)低的特點，在數字(zi)電(dian)(dian)路(lu)設計領域(yu)得到了(le)廣(guang)泛的應(ying)用。

買 購小編了解(jie)到，fpga主要有Verilog、VHDL和C語(yu)言進行編程(cheng)，常用的還是(shi)前面(mian)兩種，雖(sui)然有些國外公司試圖C語(yu)言替代VHDL語(yu)言的目的，但(dan)是(shi)一(yi)般情況不使用C語(yu)言進行編程(cheng)。

包(bao)括算(suan)法設計(ji)、代碼(ma)仿(fang)真以(yi)及(ji)設計(ji)、板(ban)機調試(shi)，設計(ji)者以(yi)及(ji)實際需求建立算(suan)法架構(gou)，利用(yong)EDA建立設計(ji)方案或(huo)HD編寫設計(ji)代碼(ma)，通過代碼(ma)仿(fang)真保證(zheng)設計(ji)方案符合實際要求，最(zui)后進(jin)行板(ban)級調試(shi)，利用(yong)配(pei)置(zhi)電路將(jiang)相關文件下(xia)載至FPGA芯片中(zhong)，驗(yan)證(zheng)實際運行效果。

1、可編程輸入/輸出單元：簡(jian)稱I/O單(dan)元，是芯片與外界電路的(de)接口部分(fen)，完成(cheng)不(bu)同電氣特性下(xia)對(dui)輸(shu)入/輸(shu)出信號的(de)驅動(dong)與匹配需(xu)求(qiu)。

2、基本可編程邏輯單元：它是(shi)(shi)可編程邏輯的(de)主體，可以(yi)根(gen)據設(she)計靈活地(di)改變其(qi)內部連接與配置，完成不同(tong)的(de)邏輯功能。FPGA的(de)基本可編程邏輯單元幾乎都是(shi)(shi)由查找表(biao)LUT和寄存(cun)器Reg組成的(de)。

3、嵌入式塊RAM：據MA Igoo編輯了(le)解(jie)，FPGA內部嵌入可編程RAM模塊，大大拓展(zhan)了(le)FPGA的(de)應用范(fan)圍和使用的(de)靈活性。

4、豐富的布線資源：布(bu)線(xian)資(zi)源連通FPGA內部所有單(dan)元，連線(xian)的長度(du)和工藝決定著信號(hao)在連線(xian)上的驅動能(neng)力(li)和傳輸速度(du)。

5、底層嵌入功能單元：底層嵌(qian)入(ru)功(gong)能單元的概念比(bi)較籠統，這里(li)指那(nei)些通用程(cheng)度(du)較高的嵌(qian)入(ru)式(shi)功(gong)能模塊、入(ru)PLL、DSP、CPU等。

6、內嵌專用硬核：這里說的硬核(he)主要指那些通用性(xing)較弱，不是所有FPGA器件(jian)都包(bao)含(han)硬核(he)（Hard Core）。

FPGA采用了邏(luo)輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這(zhe)樣一個概念，內(nei)部包(bao)括可配置邏(luo)輯模塊(kuai)CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊(kuai)IOB（Input Output Block）和內(nei)部連線（Interconnect）三個部分。

現(xian)場可編(bian)程(cheng)門陣(zhen)列(lie)（FPGA）是(shi)可編(bian)程(cheng)器(qi)件(jian)，與傳統邏輯(ji)電路和(he)門陣(zhen)列(lie)（如PAL，GAL及(ji)CPLD器(qi)件(jian)）相(xiang)比，FPGA具有不同的(de)結構。FPGA利(li)用小型查找表（16×1RAM）來實(shi)現(xian)組合邏輯(ji)，每(mei)個查找表連(lian)接到一個D觸(chu)發(fa)器(qi)的(de)輸入端，觸(chu)發(fa)器(qi)再來驅(qu)動(dong)其他邏輯(ji)電路或驅(qu)動(dong)I/O，由此構成了既可實(shi)現(xian)組合邏輯(ji)功能又(you)可實(shi)現(xian)時(shi)序邏輯(ji)功能的(de)基本邏輯(ji)單元模塊，這些模塊間利(li)用金屬連(lian)線互相(xiang)連(lian)接或連(lian)接到I/O模塊。

FPGA的(de)邏(luo)輯是通過向內部靜態存儲單(dan)(dan)元(yuan)加(jia)載編程(cheng)數據來實現的(de)，存儲在存儲器單(dan)(dan)元(yuan)中的(de)值決(jue)定(ding)了(le)邏(luo)輯單(dan)(dan)元(yuan)的(de)邏(luo)輯功(gong)能以及各模(mo)塊(kuai)之間或模(mo)塊(kuai)與I/O間的(de)聯(lian)接方式(shi)，并最終決(jue)定(ding)了(le)FPGA所能實現的(de)功(gong)能，FPGA允許無限次(ci)的(de)編程(cheng)。

1、結構上的區別

單片(pian)機(ji)是微處理器結(jie)構(gou)(gou)，采用的(de)(de)是哈佛總線結(jie)構(gou)(gou)或(huo)馮(feng)諾依曼結(jie)構(gou)(gou)，單片(pian)機(ji)結(jie)構(gou)(gou)簡單體(ti)積小，價格便(bian)宜，應用廣泛。FPGA是查(cha)找表結(jie)構(gou)(gou)，它的(de)(de)程序(xu)(xu)不用考慮(lv)芯(xin)片(pian)的(de)(de)結(jie)構(gou)(gou)，偏重于時序(xu)(xu)上的(de)(de)問題，FPGA結(jie)構(gou)(gou)復雜，功(gong)能強(qiang)大，通常應用在通信領域等畢竟高端的(de)(de)場合，價格比單片(pian)機(ji)貴。

2、速度上的區別

單(dan)片機是(shi)單(dan)線程(cheng)執行(xing)，程(cheng)序(xu)語句(ju)需要等待單(dan)片機周(zhou)期才(cai)能(neng)執行(xing)，時間長(chang)速(su)度慢(man)。FPGA是(shi)硬件電(dian)路(lu)，是(shi)并行(xing)結構，這導(dao)致(zhi)FPGA系(xi)統穩定性高，適合高速(su)接口電(dian)路(lu)，一次性執行(xing)多種操作，速(su)度上快于單(dan)片機。

3、本質上的區別

FPGA偏重(zhong)于(yu)(yu)硬(ying)件(jian)(jian)電路，屬于(yu)(yu)硬(ying)件(jian)(jian)范疇(chou)，是一個(ge)通過(guo)硬(ying)件(jian)(jian)描述語(yu)言(yan)在FPGA芯(xin)(xin)片(pian)上(shang)自定(ding)義集(ji)成電路的(de)(de)過(guo)程。單片(pian)機偏重(zhong)于(yu)(yu)軟件(jian)(jian)，單片(pian)機設計屬于(yu)(yu)軟件(jian)(jian)范疇(chou)，它的(de)(de)硬(ying)件(jian)(jian)（單片(pian)機芯(xin)(xin)片(pian)）是固定(ding)的(de)(de)，通過(guo)軟件(jian)(jian)編程語(yu)言(yan)描述軟件(jian)(jian)指令(ling)在硬(ying)件(jian)(jian)芯(xin)(xin)片(pian)上(shang)的(de)(de)執行。

4、應用上的區別

M aigoo小(xiao)編了(le)解到(dao)，單(dan)片機是單(dan)線程，所(suo)有指令(ling)是在控制(zhi)器(qi)按順序執行(xing)。FPGA是邏(luo)輯單(dan)元，可做到(dao)并行(xing)執行(xing)，一次(ci)性執行(xing)多種操(cao)作。

5、入門難易程度區別

單片機(ji)結構(gou)簡單，功能強(qiang)，價格(ge)低(di)，入門(men)難(nan)度不高。FPGA結構(gou)復(fu)雜，價格(ge)昂貴(gui)，入門(men)難(nan)度不適合小(xiao)白。

1、FPGA由邏(luo)輯單元、RAM、乘法(fa)器(qi)等硬(ying)件資(zi)源(yuan)組成，通過將這些硬(ying)件資(zi)源(yuan)合理組織，可實現乘法(fa)器(qi)、寄存器(qi)、地址發生器(qi)等硬(ying)件電路。

2、FPGA可通過(guo)使用(yong)框(kuang)圖或者Verilog HDL來(lai)設計，從簡(jian)單的門(men)電(dian)路(lu)到FIR或者FFT電(dian)路(lu)。

3、FPGA可無(wu)限地重(zhong)新(xin)編程，加載一個(ge)新(xin)的設計方案(an)只需(xu)幾百(bai)毫(hao)秒，利用(yong)重(zhong)配置(zhi)可以(yi)減少硬件的開銷。

4、FPGA的工作頻(pin)率(lv)由FPGA芯(xin)片以(yi)及設計(ji)決(jue)定，可(ke)以(yi)通過修改設計(ji)或者更換(huan)更快的芯(xin)片來達(da)到某些苛刻的要求（當然，工作頻(pin)率(lv)也不是(shi)無(wu)限制(zhi)的可(ke)以(yi)提高，而是(shi)受當前的IC工藝等因素制(zhi)約）。

1、FPGA的所有功(gong)能均依靠硬件實(shi)現，無法實(shi)現分支條件跳轉(zhuan)等操作。

2、FPGA只(zhi)能實(shi)現定點(dian)運算(suan)。

MAI goo小(xiao)編總結：FPGA依靠硬(ying)件來實現所有的功能，速度(du)上可以和專用芯片相(xiang)比，但設計(ji)的靈(ling)活(huo)度(du)與通(tong)用處理(li)器(qi)相(xiang)比有很大(da)的差距。

FPGA 在通(tong)信(xin)領域的(de)應用(yong)可(ke)以說(shuo)是無所不能。在終端(duan)設(she)備數量(liang)比(bi)較(jiao)多的(de)位置(zhi)，FPGA的(de)用(yong)量(liang)比(bi)較(jiao)大，基站(zhan)最(zui)適合使(shi)用(yong)FPGA，基站(zhan)幾乎每一(yi)塊板子都需要(yao)使(shi)用(yong)FPGA芯片(pian)，而(er)且(qie)型號(hao)比(bi)較(jiao)高端(duan)，可(ke)以處理(li)(li)復雜的(de)物理(li)(li)協議，實現邏輯控制。

FPGA 最大優勢(shi)是(shi)其并行處(chu)理(li)機制，即(ji)利用并行架構(gou)實現數字(zi)信號處(chu)理(li)的功(gong)能(neng)。對于高速并行的數字(zi)信號處(chu)理(li)任務來說(shuo)，FPGA 性能(neng)遠遠超(chao)過通用 DSP 處(chu)理(li)器的串行執(zhi)行架構(gou)，所以在數字(zi)信號處(chu)理(li)領域 FPGA 的應用也是(shi)十分廣泛的。

人們(men)對圖(tu)像的(de)(de)(de)穩定性、清晰度(du)、亮(liang)度(du)和顏色的(de)(de)(de)追(zhui)求越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)， 像以前的(de)(de)(de)標清（SD）慢慢演變成高(gao)(gao)清（HD），到現(xian)在人們(men)更(geng)是(shi)追(zhui)求藍光品質的(de)(de)(de)圖(tu)像。這使得(de)處理(li)芯片需(xu)要(yao)實時處理(li)的(de)(de)(de)數(shu)據量(liang)越(yue)來越(yue)大，并且圖(tu)像的(de)(de)(de)壓(ya)縮算(suan)法也(ye)是(shi)越(yue)來越(yue)復雜， FPGA可以更(geng)加高(gao)(gao)效的(de)(de)(de)處理(li)數(shu)據，所以在圖(tu)像處理(li)領域(yu)在綜合考慮成本后(hou)，FPGA 也(ye)越(yue)來越(yue)受到市場的(de)(de)(de)歡迎。

FPGA的(de)(de)高(gao)速處理能力和多(duo)達成百上千個的(de)(de) IO 決定了它(ta)在高(gao)速接(jie)口(kou)(kou)設計領域(yu)的(de)(de)獨特優(you)勢(shi)。不同(tong)的(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)邏輯都可以在 FPGA 內(nei)部(bu)去(qu)實現，完全沒必要那(nei)么多(duo)的(de)(de)接(jie)口(kou)(kou)芯片，在配合 DDR 存儲器的(de)(de)使(shi)用，將使(shi)接(jie)口(kou)(kou)數據的(de)(de)處理變得(de)更加得(de)心應手(shou)。

FPGA 在人工智能系統的前端部分也是得到(dao)了廣(guang)泛(fan)的應用(yong)，例如自動駕駛，需要對行駛路線(xian)、紅綠燈、路障和行駛速度等各種(zhong)交通信(xin)號進行采(cai)集，需要用(yong)到(dao)多種(zhong)傳感器，對這些傳感器進行綜合驅動和融合處理就可(ke)以使用(yong) FPGA。

IC設計(ji)(ji)都要強調一版成功(gong)，保證(zheng)IC一版成功(gong)就(jiu)要進行(xing)充分的仿真(zhen)(zhen)(zhen)測試和FPGA驗證(zheng)，仿真(zhen)(zhen)(zhen)驗證(zheng)是在服務器上面跑(pao)仿真(zhen)(zhen)(zhen)軟件進行(xing)測試，類似ModelSim/VCS軟件，FPGA生成的電路非常(chang)接近真(zhen)(zhen)(zhen)實的IC芯片，這(zhe)樣極大的方便IC設計(ji)(ji)人員(yuan)去驗證(zheng)自(zi)己的IC設計(ji)(ji)。

1、選(xuan)擇有(you)設計軟件支持的廠家的芯片，這樣可減少資本(ben)(ben)投入(ru)，降(jiang)低成(cheng)本(ben)(ben)。

2、選(xuan)擇產(chan)品設(she)計性能改(gai)(gai)進有余量的(de)。如果所選(xuan)擇的(de)芯片是某(mou)一(yi)(yi)廠(chang)家產(chan)品中容量:最大，或是速度最高的(de)，那么，一(yi)(yi)但設(she)計需要(yao)改(gai)(gai)進，則(ze)有可能在該(gai)廠(chang)家的(de)芯片中再選(xuan)不出合適(shi)的(de)來了。

3、設計(ji)(ji)應(ying)用(yong)(yong)的(de)延(yan)續性和可(ke)擴展性。如果所選(xuan)廠家的(de)產品具(ju)有很(hen)(hen)大的(de)局(ju)限性，則有可(ke)能(neng)僅僅適用(yong)(yong)于很(hen)(hen)少一(yi)部分設計(ji)(ji)，從(cong)而造成設計(ji)(ji)軟件(jian)投入上的(de)浪(lang)費。

4、選(xuan)擇性(xing)能價(jia)格(ge)比(bi)最(zui)優的(de)(de)。盡管象Xilinx、Altera這(zhe)樣的(de)(de)器件生產廠家都在通過降價(jia)來作(zuo)市場宣(xuan)傳，大多(duo)數(shu)FPGA芯(xin)片的(de)(de)價(jia)格(ge)還是(shi)比(bi)較高的(de)(de)，所有(you)在滿足上述準則的(de)(de)情況下適(shi)當考慮價(jia)格(ge)也(ye)是(shi)有(you)必要的(de)(de)。

5、盡量(liang)選(xuan)擇成熟的(de)(de)產(chan)(chan)品系(xi)列。FPGA芯片(pian)更新(xin)換(huan)代速度非常快，最新(xin)推出的(de)(de)FPGA系(xi)列產(chan)(chan)品一般都沒有(you)經過大批量(liang)應用的(de)(de)驗證(zheng)，會增加設計(ji)風險(xian)，且供貨量(liang)少價格相對高(gao)，如果成熟的(de)(de)產(chan)(chan)品能滿足設計(ji)指標(biao)要求，那么最好選(xuan)這(zhe)樣的(de)(de)芯片(pian)來(lai)完(wan)成設計(ji)。

6、盡量選擇(ze)兼容性好的(de)(de)(de)封(feng)裝。目前，同系(xi)列的(de)(de)(de)FPGA芯(xin)片一般可以(yi)做到相(xiang)同物理封(feng)裝兼容不同規模的(de)(de)(de)器(qi)件(jian)。例如(ru)，Xilinx的(de)(de)(de)Spartan3系(xi)列FPGA，在(zai)BGA456封(feng)裝下，可以(yi)選擇(ze)3S200、2S400、3S1000、3S1500這4種型號的(de)(de)(de)FPGA。

7、如果在(zai)整個電子系統中需要多個FPGA器件(jian)，那么盡量選擇(ze)一個公司的產品。這樣的好處(chu)不僅可(ke)以降(jiang)低成本，而且(qie)降(jiang)低開發(fa)(fa)難(nan)度。因(yin)為開發(fa)(fa)環境和工具(ju)是一致的，芯片接口(kou)電平(ping)和特(te)性也一致，便(bian)于互聯互通。

1、每(mei)逢節日活動，就到了(le)網(wang)購達人們大展身手(shou)的(de)(de)時候了(le)，然而面(mian)對五(wu)花八門(men)的(de)(de)商品、參(can)差不齊的(de)(de)價格卻不知(zhi)如何下手(shou)？

2、每逢節日活動，就到了(le)(le)網(wang)購達人們(men)大(da)展身(shen)手的(de)時候了(le)(le)，然而面對(dui)五(wu)花八門的(de)商品、參差不齊(qi)的(de)價格卻不知如何下手？