采用FPGA設(shè)計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)計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一。 FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容?？梢哉f，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，工作時需要對片內(nèi)的RAM進行編程。
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。
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。
FPGA可以用來編寫電路，是用來設(shè)計芯片的芯片，可以用編程語言把自己想要的電路設(shè)計出來。一般的如單片機里的電路已經(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，可以經(jīng)過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進行測試，是現(xiàn)代IC設(shè)計驗證的技術(shù)主流。這些可編輯元件可以被用來實現(xiàn)一些基本的邏輯門電路（比如AND/OR/XOR/NOT）或者更復雜一些的組合功能比如解碼器或數(shù)學方程式。
一般在FPGA信號處理板中，為了提升信號的抗干擾能力，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)部進行信號處理時需要將差分輸入轉(zhuǎn)換為單端信號或者將單端信號轉(zhuǎn)換為差分信號輸出。
這三種差分信號緩沖器分別是：IBUFDS、OBUFDS和IBUFGDS，它們用于不同電平接口之間的緩沖和轉(zhuǎn)接。
IBUFDS 是差分輸入的時候用，OBUFDS是差分輸出的時候用，而IBUFGDS則是時鐘信號專用的輸入緩沖器。
FPGA技術(shù)之所以具有巨大的潛在市場，其根本原因在于FPGA不僅可以實現(xiàn)電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性等優(yōu)點，且其開發(fā)周期短、投入少，芯片價格不斷下降。隨著芯片設(shè)計工藝水平的不斷提高，F(xiàn)PGA技術(shù)呈現(xiàn)出了以下三個主要的發(fā)展動向。
1. 基于IP庫的設(shè)計方案
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
基本特點：
1）采用FPGA設(shè)計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?！?/p>
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?！?/p>
4）FPGA是ASIC電路中設(shè)計周期最短、開發(fā)費用最低、風險最小的器件之一。
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，在每個時鐘周期內(nèi)完成更多的處理任務，超越了數(shù)字信號處理器（DSP）的運算能力。
2）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。
3）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。
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)往往包含了多個抽象層，可在多個進程之間計劃任務、共享資源。
5）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。
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。整個芯片的邏輯功能是通過對芯片內(nèi)部的SRAM編程實現(xiàn)的。
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）芯片因其獨特的優(yōu)勢而成為了設(shè)計人員偏愛的選擇。本文將詳細探討FPGA芯片的優(yōu)勢，以及它們在現(xiàn)代電子設(shè)計中的重要性。
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)計人員在硬件上實現(xiàn)特定的功能而不需要為每個功能單獨設(shè)計和制造新的芯片。FPGA的工作原理主要包括以下幾個步驟：
FPGA芯片的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
FPGA的最大優(yōu)勢在于其靈活性。設(shè)計人員可以根據(jù)需求隨時更改電路設(shè)計，無需更換硬件。這種可重構(gòu)性使得FPGA廣泛應用于快速迭代的產(chǎn)品開發(fā)和原型驗證中。
FPGA具備強大的并行處理能力，可以同時執(zhí)行大量操作，這使它們在需要高計算性能的應用中表現(xiàn)卓越。例如，在視頻處理、信號處理等領(lǐng)域，F(xiàn)PGA能夠?qū)崿F(xiàn)更低的延遲和更高的吞吐量。
與傳統(tǒng)的處理器相比，F(xiàn)PGA可以實現(xiàn)更低的延遲。這是因為FPGA內(nèi)部的邏輯單元可以在硬件級別上直接連接并執(zhí)行指令，從而大幅減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間。這在需要實時處理的應用（如自動駕駛、工業(yè)控制等）中尤為重要。
FPGA可以被高效配置為特定功能的硬件單元，以實現(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。
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，長期使用會降低開發(fā)成本。特別是對于小批量生產(chǎn)或自定義功能的情況下，成本效益表現(xiàn)更加明顯。
FPGA的設(shè)計工具提供了許多現(xiàn)代化的調(diào)試和分析功能，使得開發(fā)人員能更輕松地實現(xiàn)設(shè)計、測試和優(yōu)化。這一特性使得FPGA在復雜系統(tǒng)開發(fā)中能夠更快地迭代。
FPGA的一些實際應用展示了其獨特優(yōu)勢，包括：
在考慮FPGA時，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：
隨著科技的不斷進步，F(xiàn)PGA的應用前景非常廣泛。未來，它們將與人工智能和機器學習結(jié)合，以實現(xiàn)更智能化的解決方案。FPGA的性能和靈活性使它們在邊緣計算、Internet of Things（IoT）等領(lǐng)域也越來越重要。
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，正迅速成為現(xiàn)代電子設(shè)計中不可或缺的一部分。它為工程師提供了強大的設(shè)計工具和開發(fā)平臺，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的應用都在不斷擴展。
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FPGA技術(shù)有進一步的需求或疑問，歡迎與我們聯(lián)系！
看是哪方面的技術(shù)總監(jiān)，建筑行業(yè)還是電子產(chǎn)品行業(yè)，一般都是老板親自面試，分筆試和口試兩種
看是哪方面的技術(shù)總監(jiān)，建筑行業(yè)還是電子產(chǎn)品行業(yè)，一般都是老板親自面試，分筆試和口試兩種
