原创 Jimfan的FPGA实践笔记(一) — FPGA的特点和应用范围

    自从三年前毕业后参加工作，一直从事着FPGA或者和FPGA相关的工作。现在本人就这几年的经验，来谈谈FPGA的应用范围和其特点。

    FPGA的全称是Field Programble Gate Array，译成中文是一个稍显蹩脚的名字：现场可编程门阵列。这么一个拗口的名字是什么意思呢？下面本人来做一个感性的解释：） 现场可编程门阵列，这里的现场是什么意思呢？OK，现场的意思呢就是马上，当场的意思，意思就是你要设计的电路经过综合，布局布线后的bit文件可以马上下载到FPGA里，然后在FPGA里发挥作用。可编程的意思就不用说了，就是这个芯片是可以反复“擦写”（套用一下MCU或者DSP的常见概念）的。那么门阵列呢？门阵列是什么意思？学过电子类专业的人都知道，只要是数字电路，一定会涉及到“门”这个概念，在数字电路中，要实现一个功能，就要有各种门组成一定的逻辑来实现，这个各种门可以是异或门，与非门，多路复选器等。因此，门阵列这里的意思就是FPGA里有这种门阵列（往深里讲，实际上在FPGA里实现组合逻辑功能的基本上还是LUT），而且是可编程的，用户可以使用FPGA里的门阵列来实现你想要实现的功能。粗浅的解释了一下这个概念，博主心想，这个FPGA的发明者可真够**的，起了个这么拗口但是又贴切无比的名字！

    下面博主来讲讲FPGA的应用范围。博主一直从事通信系统设备的研发，这两年做IC设计，所以这个应用范围就从博主熟悉的领域来阐述，不熟悉的怕讲错了贻笑大方。

    博主认为FPGA的应用可分三大类：1. ASIC的原型系统验证。 2. 在某些领域需要厂家作出自己灵活的功能，不需要死板的ASIC或者是在该应用领域还没有相关的ASIC出现。3. 在产品总销量不大的情况下，使用FPGA来完成功能比购买别人的ASIC或者自己设计的ASIC更加省成本。 现在先讲讲第一类， ASIC的原型系统验证。ASIC就是专用集成电路，这是一个跟通用集成电路相对应的概念，MCU，Flash, DDR SDRAM等都是通用集成电路，用这些IC可以设计出不同的产品。而ASIC则是专用的IC，只能在某一个产品或者某种类型的产品中应用。比方说，万用表里的主芯片，ADSL里面的调制解调芯片，路由器里面的Network Processor等。这些芯片只具有实现该种特定功能，必须应用于该类型的产品才能发挥作用。由于设计ASIC的成本很高，在变成芯片前要反复的对其功能进行验证，因此FPGA就可以作为验证平台，把芯片流片前的代码（或者部分代码，现在有些芯片规模很大，往往要N多片FPGA级联才能实现部分功能的验证）下载到FPGA里进行多方位的测试。现在再来讲讲第二种功能，比如说通信设备里有一种叫软件无线电的技术，意思就是可以通过改变代码来实现对不同制式信号的接收。这样子节省了运营商成本，也节省了设备商成本，这种情况下使用固定功能的ASIC就很麻烦，因此FPGA是一个很好的选择。第三种情况则是在该应用中没有专用的IC或者专用的IC很昂贵，所以只好用FPGA来实现该功能。

    这是本人的一些粗浅见解，笼统的说了一大堆，也该喝喝水去了~~~~