FPGA (Field-Programmable Gate Array),中文全称现场可编程门阵列,究竟是什么?
本体是一种数字集成电路,一个可以通过编程来改变内部结构的芯片。
FPGA
*小于号表示子集关系。
首先我们得从ASIC的说起,是指应特定用户要求而设计的集成电路,完全的个性化,不论是用于智能电网、飞机、无人驾驶和数据中心等等。一旦设计好,后面无法对其进行改进。
PLD,可编程逻辑器件(Programmable Logic Device),顾名思义,它的逻辑功能可以编程来确定。设计人员可以自行编程,把一个数字系统“集成”到一片PLD上,而不必专门去请芯片制造厂商设计和制作ASIC芯片了。(因为如果芯片需求量不大,设计和制造ASIC的单片的成本是很高的。)然而,PLD在上世纪80年代的出道并不是很顺利,虽然其并不是一个新的概念,但一直被认为速度慢,难以使用而只能当配角。
Xilinx (赛灵思)公司推出的全球第一款FPGA产品XC2064。其内部的硬件资源都是一些呈阵列排列的、可配置的基本逻辑单元,以及连接方式可配置的硬件连线。
系统设计师可以通过软件根据更改、配置FPGA内部的连接结构和逻辑单元,完成既定设计功能的数字集成电路。FPGA是可以通过编程反复修改。如果说ASIC是一个雕塑,那么FPGA就是捏橡皮泥……可由设计工程师更改;可在 PCB 装配过程中更改,也可在设备发运到客户手中后“现场”更改。
一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变。其发明者 Ross Freeman 认为,对于许多应用来说,如果实施得当的话,灵活性和可定制能力都是具有吸引力的特性。也许最初只能用于原型设计,但是未来可能代替更广泛意义上的定制芯片。
事实上,随着技术的不断发展,FPGA资源丰富功能愈发强大,解决了定制电路的不足,随着半导体工艺的进步,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点,FPGA由配角渐渐向C位靠拢。
参考文献:
- FPGA是什么及其应用领域_cjx_csdn的博客-CSDN博客_fpga在各行业的应用
- 新思科技《一文看懂FPGA原型验证的技术进阶之路》
新思科技, 引领万物智能 > 一文看懂FPGA原型验证的技术进阶之路www.synopsys.com