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[導(dǎo)讀]為了增進大家對FPGA的認(rèn)識，本文將對FPGA的執(zhí)行方式以及FPGA的優(yōu)勢予以介紹。

FPGA設(shè)計不是簡單的芯片研究，主要是利用 FPGA 的模式進行其他行業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計。為了增進大家對FPGA的認(rèn)識，本文將對FPGA的執(zhí)行方式以及FPGA的優(yōu)勢予以介紹。如果你對FPGA或是本文內(nèi)容具有興趣，不妨和小編一起來繼續(xù)認(rèn)真往下閱讀哦。

一、FPGA執(zhí)行方式

1.FPGA是一種數(shù)字集成電路芯片，名稱為“現(xiàn)場可編程邏輯門陣列”FPGA的一項重要特點是其可編程特性，即用戶可通過程序指定FPGA實現(xiàn)某一特定數(shù)字電路，F(xiàn)PGA的的組成有CLB，IOB，可編程互聯(lián)資源，SRAM，DSP，時鐘管理模塊，CLB內(nèi)包含有Filp-Flop和LUT等，可實現(xiàn)某些組合或時序邏輯電路;IOB與芯片引腳相連，內(nèi)部含有緩沖和三態(tài)門等電路。

2.FPGA采用了邏輯單元陣列LCA，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB、輸出輸入模塊IOB和內(nèi)部連線三個部分，F(xiàn)PGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片，F(xiàn)PGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

3.并行主模式為一片F(xiàn)PGA加一片EPROM的方式，主從模式可以支持一片PROM編程多片F(xiàn)PGA;串行模式可以采用串行PROM編程FPGA，采用65nm工藝，可提供高達33萬個邏輯單元、1,200個I/O和大量硬IP塊，針對不同應(yīng)用而集成的更多數(shù)量的邏輯功能、DSP、嵌入式處理和接口模塊，也讓時鐘管理和電壓分配問題變得更加困難。

二、FPGA優(yōu)勢

性能-利用硬件并行的優(yōu)勢，F(xiàn)PGA打破了順序執(zhí)行的模式，在每個時鐘周期內(nèi)完成更多的處理任務(wù)，超越了數(shù)字信號處理器(DSP)的運算能力。著名的分析與基準(zhǔn)測試公司BDTI，發(fā)布基準(zhǔn)表明在某些應(yīng)用方面，F(xiàn)PGA每美元的處理能力是DSP解決方案的多倍。2在硬件層面控制輸入和輸出(I/ O)為滿足應(yīng)用需求提供了更快速的響應(yīng)時間和專業(yè)化的功能。

上市時間—盡管上市的限制條件越來越多，F(xiàn)PGA技術(shù)仍提供了靈活性和快速原型的能力。用戶可以測試一個想法或概念，并在硬件中完成驗證，而無需經(jīng)過自定制ASIC設(shè)計漫長的制造過程。3由此用戶就可在數(shù)小時內(nèi)完成逐步的修改并進行FPGA設(shè)計迭代，省去了幾周的時間。商用現(xiàn)成(COTS)硬件可提供連接至用戶可編程FPGA芯片的不同類型的I/O。高層次的軟件工具的日益普及降低了學(xué)習(xí)曲線與抽象層，并經(jīng)常提供有用的IP核(預(yù)置功能)來實現(xiàn)高級控制與信號處理。

成本— 自定制ASIC設(shè)計的非經(jīng)常性工程(NRE)費用遠遠超過基于FPGA的硬件解決方案所產(chǎn)生的費用。 ASIC設(shè)計初期的巨大投資表明了原始設(shè)備制造商每年需要運輸數(shù)千種芯片，但更多的最終用戶需要的是自定義硬件功能，從而實現(xiàn)數(shù)十至數(shù)百種系統(tǒng)的開發(fā)?？删幊绦酒奶匦砸馕吨脩艨梢怨?jié)省制造成本以及漫長的交貨組裝時間。系統(tǒng)的需求時時都會發(fā)生改變，但改變FPGA設(shè)計所產(chǎn)生的成本相對ASCI的巨額費用來說是微不足道的。

穩(wěn)定性—軟件工具提供了編程環(huán)境，F(xiàn)PGA電路是真正的編程“硬”執(zhí)行過程。基于處理器的系統(tǒng)往往包含了多個抽象層，可在多個進程之間計劃任務(wù)、共享資源。驅(qū)動層控制著硬件資源，而操作系統(tǒng)管理內(nèi)存和處理器的帶寬。對于任何給定的處理器內(nèi)核，一次只能執(zhí)行一個指令，且基于處理器的系統(tǒng)時刻面臨著嚴(yán)格限時的任務(wù)相互取占的風(fēng)險。而FPGA不使用操作系統(tǒng)，擁有真正的并行執(zhí)行和專注于每一項任務(wù)的確定性硬件，可減少穩(wěn)定性方面出現(xiàn)問題的可能。

長期維護—正如上文所提到的， FPGA芯片是現(xiàn)場可升級的，無需重新設(shè)計ASIC所涉及的時間與費用投入。舉例來說，數(shù)字通信協(xié)議包含了可隨時間改變的規(guī)范，而基于ASIC的接口可能會造成維護和向前兼容方面的困難?？芍匦屡渲玫腇PGA芯片能夠適應(yīng)未來需要作出的修改。隨著產(chǎn)品或系統(tǒng)成熟起來，用戶無需花費時間重新設(shè)計硬件或修改電路板布局就能增強功能。

以上就是小編這次想要和大家分享的有關(guān)FPGA的內(nèi)容，希望大家對本次分享的內(nèi)容已經(jīng)具有一定的了解。如果您想要看不同類別的文章，可以在網(wǎng)頁頂部選擇相應(yīng)的頻道哦。