本文将解释什么是 FPGA 以及它的用途。往下看!
什么是 FPGA?
FPGA 是现场可编程门阵列的首字母缩写词。它是一种基于可配置逻辑块 (CLB) 矩阵的半导体器件,设计工程师可以借此更改器件内部的大部分电气功能。
FPGA 由一系列互连的数字子电路定义,这些子电路执行通用功能,同时提供高度的灵活性。 FPGA 属于一类称为可编程逻辑(或可编程硬件)的设备。 FPGA 本身不做任何事情;相反,它可以配置为所需的任何数字电路。那么FPGA是如何工作的?
FPGA 是如何工作的?
FPGA 的工作方式非常简单。一个配置被加载到 FPGA 中,然后它就会像你要求的任何电路一样开始工作。 FPGA 的基于 RAM 的配置意味着它可以无限次地重新配置。
FPGA 的类型
FPGA 的分类主要有两种方式:按块的内部排列或按编程技术的类型。在排列方面,FPGA 属于以下三类之一:
1.对称阵列:这种排列由相互连接的逻辑块的行和列组成,周围是输入/输出块。
2.基于行的架构:这种排列交替排列可编程逻辑块和连接资源的行,沿边缘具有输入/输出块。
3.分层 PLD(可编程逻辑器件):这些器件具有更复杂的布局。顶层由逻辑块组成并相互连接。逻辑块包含逻辑模块,逻辑模块具有组合和顺序功能元素。
FGPA 的常见用途
FPGA 有无数用途,涵盖广泛的领域。 FGPA 的常见用例包括:
- 视频和图像处理。
- 军事应用。
- 软件定义的无线电。
- 创建医学图像。
- 有线和无线通信。
- 集成许多简单的可编程逻辑设备。
- 语音识别。
- 密码转换。
- 数字信号处理。
- ASIC 原型设计。
- 设备控制器。
- 计算机硬件仿真系统。
- 生物信息学。
- 高性能计算。
- 航空航天和国防。
- ASIC 原型设计。
- 汽车。
- 广播消费电子产品。
- 医疗数据中心。
- 科学和工业仪器。
使用 FPGA 的好处
与传统实现相比,FPGA 具有许多优势。
好处 | 详情 |
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整合 | 当今 FPGA 的功能越多(包括片上处理器、28Gbps 或更高速度的 I/O 收发器、RAM 块、DSP 引擎),板上的设备就越少。由于设备故障导致的故障数量减少,这提高了可靠性。 |
灵活性 | FPGA 的功能可能会在每次设备启动后发生变化。这意味着如果设计工程师想要进行更改,他们只需将新的配置文件上传到设备并进行更改即可。 |
加速 | FPGA 可以快速推向市场。由于 FPGA 的灵活性,原始设备制造商可以在设计被证明有效并经过测试后立即发货。 |
长期供货 | 使用 FPGA 可让您独立于组件制造商,因为功能不在于模块本身,而在于其配置。这种可编程性可以通过不需要对不同 FPGA 进行任何调整的方式来实现。 |
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