FPGA全稱為Field-Programmable Gate Array，中文含義為現(xian)場可編程門(men)陣(zhen)列。FPGA是作為專用(yong)集成電(dian)(dian)(dian)路(lu)（ASIC）領域中的(de)半定制(zhi)電(dian)(dian)(dian)路(lu)而出(chu)現(xian)的(de)，它克服(fu)了定制(zhi)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)不足，也解(jie)決了PAL、GAL、CPLD等可編程器件門(men)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)缺點。由于FPGA具有布線資源豐富，可重(zhong)復編程和集成度高(gao)，投資較低的(de)特點，在數字電(dian)(dian)(dian)路(lu)設計領域得到了廣泛的(de)應用(yong)。

買(mai) 購小編(bian)了解到，fpga主要有Verilog、VHDL和C語言(yan)進行編(bian)程(cheng)，常(chang)用的(de)還是(shi)前(qian)面兩種，雖(sui)然有些(xie)國外公司(si)試圖C語言(yan)替代VHDL語言(yan)的(de)目(mu)的(de)，但是(shi)一般(ban)情(qing)況不(bu)使用C語言(yan)進行編(bian)程(cheng)。

包括(kuo)算(suan)法設計、代(dai)(dai)碼(ma)仿真以及設計、板(ban)機(ji)調試，設計者(zhe)以及實際需(xu)求建立(li)(li)算(suan)法架構，利(li)(li)用EDA建立(li)(li)設計方案或HD編寫設計代(dai)(dai)碼(ma)，通(tong)過代(dai)(dai)碼(ma)仿真保證設計方案符合實際要求，最后進行板(ban)級調試，利(li)(li)用配置電路將相關文件(jian)下(xia)載至FPGA芯片中，驗證實際運(yun)行效(xiao)果。

1、可編程輸入/輸出單元：簡(jian)稱I/O單元，是芯片與外界電路的接口部分，完成不同電氣特性下對輸入/輸出信號的驅動與匹配需求。

2、基本可編程邏輯單元：它是(shi)可(ke)編(bian)程(cheng)邏輯(ji)的主體，可(ke)以(yi)根據(ju)設計靈活地改變其內部連(lian)接(jie)與配置(zhi)，完成不同的邏輯(ji)功能。FPGA的基本可(ke)編(bian)程(cheng)邏輯(ji)單(dan)元幾乎都是(shi)由查(cha)找表LUT和寄存器(qi)Reg組成的。

3、嵌入式塊RAM：據MA Igoo編(bian)輯了解，FPGA內部嵌入可(ke)編(bian)程RAM模塊(kuai)，大(da)大(da)拓展了FPGA的(de)應用范圍和使(shi)用的(de)靈活性。

4、豐富的布線資源：布(bu)線資源(yuan)連通(tong)FPGA內部所(suo)有(you)單元，連線的長度(du)和工藝決(jue)定著信號在(zai)連線上的驅動能力和傳輸速度(du)。

5、底層嵌入功能單元：底層嵌入(ru)功能單元的(de)(de)概(gai)念比較籠統，這里(li)指那些通用程度(du)較高的(de)(de)嵌入(ru)式功能模塊(kuai)、入(ru)PLL、DSP、CPU等。

6、內嵌專用硬核：這里說的硬核主要指那些通用性較弱(ruo)，不是所有FPGA器件都(dou)包(bao)含(han)硬核（Hard Core）。

FPGA采用了邏輯單元陣(zhen)列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(ge)概念，內部包括可(ke)配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸入(ru)輸出(chu)模塊IOB（Input Output Block）和(he)內部連(lian)線（Interconnect）三個(ge)部分(fen)。

現(xian)場可編程門(men)陣列(lie)（FPGA）是可編程器(qi)件，與(yu)傳統(tong)邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)電(dian)路和門(men)陣列(lie)（如PAL，GAL及CPLD器(qi)件）相(xiang)比，FPGA具(ju)有不同的結構(gou)。FPGA利用(yong)小型查找(zhao)(zhao)表（16×1RAM）來(lai)實(shi)現(xian)組合邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)，每(mei)個查找(zhao)(zhao)表連(lian)接到(dao)一個D觸發器(qi)的輸入端，觸發器(qi)再(zai)來(lai)驅(qu)動其他邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)電(dian)路或驅(qu)動I/O，由此(ci)構(gou)成(cheng)了既可實(shi)現(xian)組合邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)功能又(you)可實(shi)現(xian)時序邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)功能的基(ji)本邏(luo)(luo)(luo)輯(ji)單元(yuan)模塊(kuai)，這些模塊(kuai)間利用(yong)金屬(shu)連(lian)線互相(xiang)連(lian)接或連(lian)接到(dao)I/O模塊(kuai)。

FPGA的(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)(ji)是通過向內部靜態存儲單元加載編程數據來實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)，存儲在存儲器單元中的(de)(de)(de)值決定了(le)邏(luo)輯(ji)(ji)單元的(de)(de)(de)邏(luo)輯(ji)(ji)功能以(yi)及各模塊之(zhi)間或模塊與I/O間的(de)(de)(de)聯接方式，并最(zui)終(zhong)決定了(le)FPGA所能實(shi)現(xian)的(de)(de)(de)功能，FPGA允(yun)許無限次的(de)(de)(de)編程。

1、結構上的區別

單(dan)(dan)片(pian)機是(shi)微處理器結構，采用的(de)(de)是(shi)哈佛總線結構或馮(feng)諾依曼結構，單(dan)(dan)片(pian)機結構簡單(dan)(dan)體積小(xiao)，價(jia)格便宜，應用廣泛(fan)。FPGA是(shi)查找表結構，它的(de)(de)程序(xu)不用考(kao)慮(lv)芯片(pian)的(de)(de)結構，偏(pian)重于(yu)時(shi)序(xu)上(shang)的(de)(de)問題，FPGA結構復(fu)雜，功(gong)能強大(da)，通常(chang)應用在通信(xin)領(ling)域(yu)等畢(bi)竟高端的(de)(de)場合(he)，價(jia)格比單(dan)(dan)片(pian)機貴(gui)。

2、速度上的區別

單(dan)片機是(shi)(shi)單(dan)線程(cheng)執(zhi)行(xing)，程(cheng)序語句需要等待(dai)單(dan)片機周期才能執(zhi)行(xing)，時間長速度慢。FPGA是(shi)(shi)硬件電(dian)(dian)路(lu)，是(shi)(shi)并行(xing)結構，這導致FPGA系(xi)統穩定(ding)性高，適合(he)高速接口電(dian)(dian)路(lu)，一次(ci)性執(zhi)行(xing)多種操(cao)作，速度上快(kuai)于單(dan)片機。

3、本質上的區別

FPGA偏(pian)重于硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)電路，屬于硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)范疇(chou)，是(shi)一個通過硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)描(miao)述(shu)語言在FPGA芯片(pian)(pian)(pian)上自定義集成電路的(de)(de)過程(cheng)(cheng)。單片(pian)(pian)(pian)機偏(pian)重于軟件(jian)(jian)(jian)，單片(pian)(pian)(pian)機設計(ji)屬于軟件(jian)(jian)(jian)范疇(chou)，它的(de)(de)硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)（單片(pian)(pian)(pian)機芯片(pian)(pian)(pian)）是(shi)固定的(de)(de)，通過軟件(jian)(jian)(jian)編程(cheng)(cheng)語言描(miao)述(shu)軟件(jian)(jian)(jian)指令在硬(ying)(ying)件(jian)(jian)(jian)芯片(pian)(pian)(pian)上的(de)(de)執行(xing)。

4、應用上的區別

M aigoo小編了解到，單片機是(shi)單線(xian)程，所有指令是(shi)在控制器按順序執(zhi)行。FPGA是(shi)邏輯單元，可做到并行執(zhi)行，一次性執(zhi)行多種(zhong)操(cao)作。

5、入門難易程度區別

單片機結(jie)構簡單，功能(neng)強，價格低，入門(men)難度(du)不高。FPGA結(jie)構復雜，價格昂貴，入門(men)難度(du)不適合小白。

1、FPGA由邏(luo)輯(ji)單元、RAM、乘(cheng)法器(qi)等硬(ying)(ying)件資源組(zu)(zu)成，通過將這(zhe)些硬(ying)(ying)件資源合理(li)組(zu)(zu)織(zhi)，可實現乘(cheng)法器(qi)、寄存器(qi)、地(di)址發生器(qi)等硬(ying)(ying)件電路。

2、FPGA可通過使用框圖或者Verilog HDL來設(she)計，從簡(jian)單的(de)門(men)電路(lu)到FIR或者FFT電路(lu)。

3、FPGA可(ke)無(wu)限地重新編(bian)程，加載(zai)一個新的設(she)計方案(an)只需幾(ji)百毫(hao)秒(miao)，利用重配置可(ke)以減少硬(ying)件(jian)的開銷(xiao)。

4、FPGA的工(gong)(gong)作頻(pin)率(lv)由(you)FPGA芯片以(yi)及設計決定，可以(yi)通(tong)過修(xiu)改設計或者(zhe)更(geng)換更(geng)快的芯片來達到某些苛刻的要求（當然(ran)，工(gong)(gong)作頻(pin)率(lv)也(ye)不是(shi)無限制的可以(yi)提高，而(er)是(shi)受當前的IC工(gong)(gong)藝等(deng)因素制約）。

1、FPGA的所有(you)功(gong)能均依靠硬件(jian)實現，無法實現分支(zhi)條件(jian)跳轉等操作。

2、FPGA只能實(shi)現定點運算。

MAI goo小編總結(jie)：FPGA依靠硬件(jian)來實現所有(you)(you)的功能，速(su)度上可以和專用芯片(pian)相比(bi)，但設計的靈活(huo)度與通用處(chu)理器相比(bi)有(you)(you)很大(da)的差距。

FPGA 在通信領域的應(ying)用可以說是(shi)無所不能。在終端(duan)(duan)設備數量比(bi)較多(duo)的位置(zhi)，FPGA的用量比(bi)較大，基站(zhan)(zhan)最適(shi)合使用FPGA，基站(zhan)(zhan)幾乎每一(yi)塊板子(zi)都需要使用FPGA芯片，而且型號比(bi)較高端(duan)(duan)，可以處(chu)理復雜的物理協議，實現邏輯控制(zhi)。

FPGA 最大優勢是其(qi)并行(xing)處理(li)機制，即(ji)利用并行(xing)架(jia)構實(shi)現數字信號(hao)(hao)(hao)處理(li)的(de)(de)功能。對于高(gao)速并行(xing)的(de)(de)數字信號(hao)(hao)(hao)處理(li)任務(wu)來說，FPGA 性能遠遠超過(guo)通用 DSP 處理(li)器的(de)(de)串行(xing)執行(xing)架(jia)構，所以在數字信號(hao)(hao)(hao)處理(li)領域 FPGA 的(de)(de)應(ying)用也(ye)是十分廣泛的(de)(de)。

人們對(dui)圖像的穩定性、清晰度、亮度和顏色的追(zhui)求(qiu)越來(lai)(lai)越高， 像以前的標(biao)清（SD）慢(man)慢(man)演變成高清（HD），到(dao)現在(zai)(zai)人們更是追(zhui)求(qiu)藍光(guang)品質的圖像。這使得(de)處(chu)理芯片(pian)需要(yao)實時處(chu)理的數(shu)據量越來(lai)(lai)越大，并且圖像的壓(ya)縮算法也是越來(lai)(lai)越復(fu)雜， FPGA可以更加(jia)高效的處(chu)理數(shu)據，所(suo)以在(zai)(zai)圖像處(chu)理領域在(zai)(zai)綜合考慮成本后，FPGA 也越來(lai)(lai)越受(shou)到(dao)市場的歡迎。

FPGA的(de)高(gao)速處(chu)理能力和(he)多達(da)成百上千個的(de) IO 決定(ding)了它在高(gao)速接口設計(ji)領(ling)域的(de)獨(du)特優勢。不同的(de)接口邏輯都可以在 FPGA 內部去實現，完全沒必(bi)要那(nei)么(me)多的(de)接口芯片，在配合(he) DDR 存儲器的(de)使(shi)用，將使(shi)接口數據的(de)處(chu)理變(bian)得更加得心(xin)應手。

FPGA 在人工(gong)智能(neng)系統(tong)的(de)前端部分也是得到了(le)廣泛的(de)應(ying)用，例如自動駕駛，需(xu)要對(dui)行駛路線(xian)、紅綠(lv)燈、路障和行駛速度等各(ge)種交(jiao)通信號(hao)進行采集，需(xu)要用到多種傳感器，對(dui)這(zhe)些(xie)傳感器進行綜(zong)合驅動和融(rong)合處理就可(ke)以(yi)使用 FPGA。

IC設(she)(she)計(ji)都要強調一(yi)(yi)版(ban)(ban)成(cheng)(cheng)功，保證(zheng)IC一(yi)(yi)版(ban)(ban)成(cheng)(cheng)功就要進行充分的仿真(zhen)測試(shi)和FPGA驗證(zheng)，仿真(zhen)驗證(zheng)是在服務器上面跑仿真(zhen)軟件(jian)進行測試(shi)，類(lei)似ModelSim/VCS軟件(jian)，FPGA生成(cheng)(cheng)的電(dian)路(lu)非(fei)常接近真(zhen)實的IC芯片，這(zhe)樣(yang)極大的方(fang)便IC設(she)(she)計(ji)人員(yuan)去驗證(zheng)自己的IC設(she)(she)計(ji)。

1、選擇有設計軟件支持的廠家的芯片，這樣可(ke)減少資本投入，降低(di)成本。

2、選(xuan)擇產(chan)品(pin)設計性能改進有余量的。如果(guo)所選(xuan)擇的芯片是(shi)(shi)某一廠家產(chan)品(pin)中容量:最大，或是(shi)(shi)速度最高的，那么，一但設計需(xu)要(yao)改進，則有可能在該廠家的芯片中再(zai)選(xuan)不出合適的來了(le)。

3、設(she)計應用(yong)的延續性(xing)和可擴展性(xing)。如果所選廠家的產(chan)品(pin)具有很大的局(ju)限(xian)性(xing)，則有可能僅(jin)僅(jin)適用(yong)于很少(shao)一部分(fen)設(she)計，從而(er)造成設(she)計軟(ruan)件投(tou)入上的浪費。

4、選(xuan)擇性(xing)能價(jia)格比最優的(de)。盡管象(xiang)Xilinx、Altera這樣的(de)器件生產廠家都在(zai)通過降價(jia)來作市(shi)場宣傳，大多數FPGA芯片的(de)價(jia)格還是(shi)比較高的(de)，所(suo)有在(zai)滿足上述準則(ze)的(de)情況(kuang)下適當考慮(lv)價(jia)格也是(shi)有必(bi)要的(de)。

5、盡量(liang)選擇成熟的(de)(de)產品(pin)(pin)系列。FPGA芯(xin)片更(geng)新(xin)換(huan)代速度非常(chang)快，最新(xin)推出的(de)(de)FPGA系列產品(pin)(pin)一般(ban)都沒有經(jing)過大批量(liang)應用的(de)(de)驗證，會增加設計(ji)(ji)風險，且供貨量(liang)少價格相對高，如果成熟的(de)(de)產品(pin)(pin)能(neng)滿足(zu)設計(ji)(ji)指標要求，那么(me)最好選這樣的(de)(de)芯(xin)片來完成設計(ji)(ji)。

6、盡量選(xuan)(xuan)擇(ze)兼(jian)容性好的(de)(de)(de)封裝(zhuang)。目前，同(tong)系(xi)列的(de)(de)(de)FPGA芯片(pian)一(yi)般(ban)可(ke)以做(zuo)到(dao)相同(tong)物理(li)封裝(zhuang)兼(jian)容不(bu)同(tong)規模的(de)(de)(de)器件。例如，Xilinx的(de)(de)(de)Spartan3系(xi)列FPGA，在BGA456封裝(zhuang)下，可(ke)以選(xuan)(xuan)擇(ze)3S200、2S400、3S1000、3S1500這(zhe)4種(zhong)型(xing)號(hao)的(de)(de)(de)FPGA。

7、如(ru)果在整個電(dian)子系統中需要多個FPGA器(qi)件，那么盡量選(xuan)擇一(yi)個公(gong)司的產品。這樣的好處不僅可以降低(di)成本(ben)，而且降低(di)開發(fa)難(nan)度。因為開發(fa)環境和工具是一(yi)致的，芯片接口電(dian)平(ping)和特性也一(yi)致，便(bian)于互聯互通。

1、每逢節(jie)日活動，就(jiu)到了網購達(da)人們大(da)展(zhan)身手(shou)的(de)時候了，然而面(mian)對五(wu)花八門(men)的(de)商品、參(can)差不齊的(de)價(jia)格卻不知如何(he)下手(shou)？

2、每逢節日(ri)活動，就(jiu)到了網(wang)購達人們大(da)展身手(shou)的(de)(de)時候了，然而面對(dui)五花八門的(de)(de)商(shang)品、參差不(bu)齊的(de)(de)價(jia)格卻不(bu)知如何(he)下手(shou)？