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FPGA是什么?FPGA入门基础知识

FPGA是个什么玩意?首先来说:FPGA是一种器件。其英文名 feild programable gate arry 。很长,但不通俗。通俗来说,是一种功能强大似乎无所不能的器件。通常用于通信、网络

FPGA是个什么玩意?

首要来说:

FPGA是一种器材。其英文名 feild programable gate arry 。很长,但不浅显。浅显来说,是一种功用强大好像无所不能的器材。一般用于通讯、网络、图画处理、工业操控等不同范畴的器材。就像ARM、DSP等嵌入式器材相同,成为无数码农码工们情感倾注而出的代码真实取得生命的当地。只不过,相同的编程,却是不相同的思维。嵌入式软件人员看到的是C。而FPGA工程师看到是硬件描绘言语,verilog或VHDL。软件看到是函数、目标、重构。FPGA工程师则是模块、流水、复用。从现象上看,都是代码到下载程序再到硬件上运转。不能只看现象而疏忽实质。FPGA 开发实质上是规划一颗IC,“**的身子,丫鬟的命”不是一切verilog/VHDL代码,都能取得喜爱去流片成为真实的芯片,而更多的则成为运转在FPGA器材上,成为完结相同功用的代替品。其完结的功用却一点也不差劲于百万身价流片的近亲。然后成为别出心裁的职业。

FPGA开发的流程,是经过verilog/VHDL等硬件描绘言语经过EDA东西编译、归纳、布局布线成为下载文件,终究加载到FPGA器材中去,完结所完结的功用。那硬件描绘言语描绘的是什么?这儿描绘的便是组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路便是我们所熟知的 与门、或门、非门。时序逻辑电路则是触发器。数字芯片上绝大部分逻辑都是这两种逻辑完结的。也便是根本上每个电子职业的人所学过的数字电路。趁便说一下,感谢香农大师,在其硕士毕业论文继电器与开关电路的符号分析>就奠定了数字电路的的根基。只不过在FPGA中,与或非的操作变成了查找表的操作。所以一切的数字电路变成了查找表和寄存器,这就构成了FPGA的根底。查找表担任逻辑完结,寄存器存储电路状况。二者合作,双剑合璧,天衣无缝。这是开端的FPGA的雏形。 现代FPGA内部出了查找表和寄存器之外,还有RAM块,用于存储很多的数据块,这是因为RAM块较寄存器来存储很多数据更能节约芯片完结的面积。FPGA内部的时序电路则需求时钟的输入,一般FPGA内部需求时钟品种较多,因而需求在片内发生所需的的相关的时钟,如不同频率,不同相位的时钟,因而时钟办理单元DCM/PLL也是必不可少的内部部件。除此之外,FPGA内部还包含接口I/O,I/O分为一般I/O和高速I/O,高速I/O支撑例如高速的SERDES,用于完结XAUI,PCIE等高速接口,这些接口动辄几Gbps到10Gbps以上。此外品种多种多样的硬核IP也是各FPGA厂商差异化竞赛利器,例如POWERPC、ARM等硬核IP。然后构成CPU+FPGA于一体的集可编程性和可重构的处理渠道。因而,相对来所,FPGA尽管开展有二三十年的前史,其根本架构一向不变不大。

回到问题开端的当地,FPGA的英文翻译过来是现场可编程门阵列。这是相对ASIC来说的,ASIC的硬件也可看做是门阵列,可是其对错可编程的器材。流片完结其功用就固化了,而FPGA的可编程性就在其可以从头下载配置文件,来改动其内涵的功用,这便是其可编程性的由来。从前端开发流程来说,FPGA和ASIC开发并无二至。因为ASIC开发一次性投入本钱较高,FPGA无疑是一种经济的代替计划,用于完结的高速的数据并行处理。如事务可以支撑大规模使用而且协议固化,则可以分摊本钱的ASIC完结就有本钱的优势。

FPGA作为一种器材,技术上首要独占在少量大公司手中,那便是双巨子ALTERA和XILINX。除此之外还有一些比例相对较小的公司,例如ACTEL和LATTICE。不止是FPGA的硬件芯片,其配套的EDA东西技术壁垒更高。因而相对于CPU来说,FPGA的国产化更不达观,不过已经有国内的厂商来从事这一职业,例如国微和京微雅格等,也在一些细分市场上推出自己的FPGA产品。

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