FPGA技術(shù)？-招聘街

一、FPGA技術(shù)？

采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。FPGA是ASIC電路中設(shè)計(jì)周期最短、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。 FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。可以說，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、可靠性的最佳選擇之一。

FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來設(shè)置其工作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。

二、FPGA技術(shù)及應(yīng)用？

FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）是在PAL、GAL等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。

FPGA 本身構(gòu)成了半定制電路中的典型集成電路，其中含有數(shù)字管理模塊、內(nèi)嵌式單元、輸出單元以及輸入單元等。有效的解決了原有的器件門電路數(shù)較少的問題。

三、fpga是什么技術(shù)？

FPGA可以用來編寫電路，是用來設(shè)計(jì)芯片的芯片，可以用編程語言把自己想要的電路設(shè)計(jì)出來。一般的如單片機(jī)里的電路已經(jīng)固化的，只需要把程序輸入就行，而FPGA則是通過編程語言來設(shè)計(jì)電路。

以硬件描述語言（Verilog或VHDL（超高速硬件描述語言））所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進(jìn)行測試，是現(xiàn)代IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。這些可編輯元件可以被用來實(shí)現(xiàn)一些基本的邏輯門電路（比如AND/OR/XOR/NOT）或者更復(fù)雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學(xué)方程式。

四、FPGA采用什么緩沖技術(shù)？

一般在FPGA信號(hào)處理板中，為了提升信號(hào)的抗干擾能力，ADC和FPGA的連接以及FPGA和DAC的連接都使用的是差分接口，而在FPGA內(nèi)部進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)需要將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端信號(hào)或者將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)輸出。

這三種差分信號(hào)緩沖器分別是：IBUFDS、OBUFDS和IBUFGDS，它們用于不同電平接口之間的緩沖和轉(zhuǎn)接。

IBUFDS 是差分輸入的時(shí)候用，OBUFDS是差分輸出的時(shí)候用，而IBUFGDS則是時(shí)鐘信號(hào)專用的輸入緩沖器。

五、fpga技術(shù)發(fā)展方向？

FPGA技術(shù)之所以具有巨大的潛在市場，其根本原因在于FPGA不僅可以實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，且其開發(fā)周期短、投入少，芯片價(jià)格不斷下降。隨著芯片設(shè)計(jì)工藝水平的不斷提高，F(xiàn)PGA技術(shù)呈現(xiàn)出了以下三個(gè)主要的發(fā)展動(dòng)向。

1. 基于IP庫的設(shè)計(jì)方案

2. 基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)(SOPC)技術(shù)正在成熟

3. FPGA芯片向高性能、高密度、低壓和低功耗的方向發(fā)展

六、fpga特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢？

基本特點(diǎn)：

　1）采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路(特定用途集成電路)，用戶不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。　

　2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。

　3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。　

4）FPGA是ASIC電路中設(shè)計(jì)周期最短、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。　

5) FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

技術(shù)優(yōu)勢：

　　1）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(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成更多的處理任務(wù)，超越了數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的運(yùn)算能力。

2）上市時(shí)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。

3）成本　　自定制ASIC設(shè)計(jì)的非經(jīng)常性工程（NRE）費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過基于FPGA的硬件解決方案所產(chǎn)生的費(fèi)用。

4）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(gè)抽象層，可在多個(gè)進(jìn)程之間計(jì)劃任務(wù)、共享資源。

5）長期維護(hù)　　正如上文所提到的， FPGA芯片是現(xiàn)場可升級(jí)的，無需重新設(shè)計(jì)ASIC所涉及的時(shí)間與費(fèi)用投入。

七、fpga是基于什么技術(shù)構(gòu)造的？

現(xiàn)場可編程門陣列（Field Programmable Gate Array）是基于查找表（Look Up Table, LUT）結(jié)構(gòu)的，由于LUT主要適合于SRAM工藝生產(chǎn)，所以大部分FPGA都是基于SRAM工藝的。

FPGA的基本結(jié)構(gòu)是由可配置邏輯塊（CLB, Configurable Logic Block）、可編程輸入/輸出塊（IOB, Input/Output Block）、可編程互連（PI, Programmable Interconnect）組成的。整個(gè)芯片的邏輯功能是通過對(duì)芯片內(nèi)部的SRAM編程實(shí)現(xiàn)的。

八、FPGA芯片的獨(dú)特優(yōu)勢：為什么選擇FPGA技術(shù)？

引言

隨著科技的快速發(fā)展，要求高性能、靈活性和高效率的嵌入式系統(tǒng)得到了越來越多的關(guān)注。在眾多的硬件解決方案中，FPGA（場可編程邏輯門陣列）芯片因其獨(dú)特的優(yōu)勢而成為了設(shè)計(jì)人員偏愛的選擇。本文將詳細(xì)探討FPGA芯片的優(yōu)勢，以及它們?cè)诂F(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中的重要性。

FPGA芯片的定義及工作原理

FPGA是一種集成電路，用戶可以通過編程方式定義其功能。這種靈活性允許設(shè)計(jì)人員在硬件上實(shí)現(xiàn)特定的功能而不需要為每個(gè)功能單獨(dú)設(shè)計(jì)和制造新的芯片。FPGA的工作原理主要包括以下幾個(gè)步驟：

設(shè)計(jì)階段：設(shè)計(jì)人員使用硬件描述語言（如VHDL或Verilog）來描述所需的電路功能。
合成階段：將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為FPGA能理解的邏輯元素和布線。
編程階段：將合成后的設(shè)計(jì)上傳到FPGA上，使其能夠按需運(yùn)行所定義的功能。

FPGA芯片的主要優(yōu)勢

FPGA芯片的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1. 靈活性與可重構(gòu)性

FPGA的最大優(yōu)勢在于其靈活性。設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)需求隨時(shí)更改電路設(shè)計(jì)，無需更換硬件。這種可重構(gòu)性使得FPGA廣泛應(yīng)用于快速迭代的產(chǎn)品開發(fā)和原型驗(yàn)證中。

2. 高并行處理能力

FPGA具備強(qiáng)大的并行處理能力，可以同時(shí)執(zhí)行大量操作，這使它們?cè)谛枰哂?jì)算性能的應(yīng)用中表現(xiàn)卓越。例如，在視頻處理、信號(hào)處理等領(lǐng)域，F(xiàn)PGA能夠?qū)崿F(xiàn)更低的延遲和更高的吞吐量。

3. 低延遲

與傳統(tǒng)的處理器相比，F(xiàn)PGA可以實(shí)現(xiàn)更低的延遲。這是因?yàn)镕PGA內(nèi)部的邏輯單元可以在硬件級(jí)別上直接連接并執(zhí)行指令，從而大幅減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間。這在需要實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用（如自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制等）中尤為重要。

4. 專用解決方案

FPGA可以被高效配置為特定功能的硬件單元，以實(shí)現(xiàn)專用的解決方案。這種特性使得它在需根據(jù)具體任務(wù)優(yōu)化性能的場景（如加密解密、數(shù)據(jù)壓縮等）中表現(xiàn)出色。

5. 成本效益

盡管FPGA的初始成本可能較高，但由于其靈活性和可重構(gòu)性，長期使用會(huì)降低開發(fā)成本。特別是對(duì)于小批量生產(chǎn)或自定義功能的情況下，成本效益表現(xiàn)更加明顯。

6. 易于開發(fā)和調(diào)試

FPGA的設(shè)計(jì)工具提供了許多現(xiàn)代化的調(diào)試和分析功能，使得開發(fā)人員能更輕松地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、測試和優(yōu)化。這一特性使得FPGA在復(fù)雜系統(tǒng)開發(fā)中能夠更快地迭代。

FPGA在實(shí)際應(yīng)用中的案例

FPGA的一些實(shí)際應(yīng)用展示了其獨(dú)特優(yōu)勢，包括：

汽車行業(yè)：在自動(dòng)駕駛和車載娛樂系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA被用來處理大量數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策。
通信領(lǐng)域：FPGA用于高頻通信基站中，以應(yīng)對(duì)快速變化的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。
醫(yī)療設(shè)備：在實(shí)時(shí)成像和信號(hào)處理系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA提供了所需的高性能和靈活性。
航空航天：FPGA在復(fù)雜的飛行控制和導(dǎo)航系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

FPGA與其他技術(shù)的比較

在考慮FPGA時(shí)，了解其與其他技術(shù)（如ASIC，微處理器和DSP）的比較是非常重要的：

與ASIC的比較：ASIC通常性能卓越，但生產(chǎn)成本高昂且不具備靈活性。而FPGA則提供了可編程的解決方案，適合快速開發(fā)和修改。
與微處理器的比較：微處理器在處理某些計(jì)算任務(wù)時(shí)性能優(yōu)越，但在并行處理和特定任務(wù)的執(zhí)行效率上不及FPGA。
與DSP的比較：DSP在信號(hào)處理領(lǐng)域表現(xiàn)良好，但FPGA在處理復(fù)雜邏輯和更高效的定制化方面具有優(yōu)勢。

未來趨勢

隨著科技的不斷進(jìn)步，F(xiàn)PGA的應(yīng)用前景非常廣泛。未來，它們將與人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)更智能化的解決方案。FPGA的性能和靈活性使它們?cè)谶吘売?jì)算、Internet of Things（IoT）等領(lǐng)域也越來越重要。

結(jié)論

FPGA芯片因其靈活性、高并行處理能力、低延遲和專用解決方案等優(yōu)點(diǎn)，正迅速成為現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。它為工程師提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)工具和開發(fā)平臺(tái)，使得新產(chǎn)品的推向市場更加高效和快速。無論是在汽車、通信、醫(yī)療還是航空航天等行業(yè)，F(xiàn)PGA的應(yīng)用都在不斷擴(kuò)展。

感謝您閱讀完這篇文章。希望通過本文，您能更深入地了解FPGA芯片的優(yōu)勢，以及它如何為現(xiàn)代科技帶來變革。如果您對(duì)FPGA技術(shù)有進(jìn)一步的需求或疑問，歡迎與我們聯(lián)系！