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FPGA特点介绍
发布时间:2016-03-11

FPGA特点介绍 

 FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。   

特点介绍   

1.采用FPGA设计ASIC电路(专用集成电路),用户不需要投片生产,就能得到合用的芯片。  

2.FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。  

3.FPGA内部有丰富的触发器和I/O引脚。 

4.FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。  

5.FPGA采用高速CMOS工艺,功耗低,可以与CMOS、TTL电平兼容。   可以说,FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。   FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的,因此,工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式,采用不同的编程方式。    加电时,FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中,配置完成后,FPGA进入工作状态。掉电后,FPGA恢复成白片,内部逻辑关系消失,因此,FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器,只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时,只需换一片EPROM即可。这样,同一片FPGA,不同的编程数据,可以产生不同的电路功能。因此,FPGA的使用非常灵活。

 FPGA的优势

  

   性能

     利用硬件并行的优势,FPGA打破了顺序执行的模式,在每个时钟周期内完成更多的处理任务,超越了数字信息处理器(DSP)的运算能力。

   研发时间

     尽管产品的复杂程度条件越来越多,FPGA技术提供了灵活性和快速原型的能力。用户可以测试一个想法或概念,并在硬件中完成验证,而无需经过自定制ASlC设计漫长的制造过程。由此用户就可在数小时内完成逐步的修改并进行FPGA设计迭代,省去了几周的时间。商用现成(COTS0)硬件可提供连接至用户可编程FPGA芯片的不同类型的I/O。高层次的软件工具的日益普及降低了学习曲线与抽象,并经常提供有用的IP核(预置功能)来实现高级控制与信号处理。

   成本

     自定制ASIC设计的非经常性工程(NRE),费用远远超过基于FPGA的硬件解决方案所产生的费用。ASIC设计初期的巨大投资表明了原始设备制造商每年需要运输数千种芯片,但更多的最终用户需要的是自定义硬件功能,从而实现数十至数百系统开发。可编程芯片的特性意味着用户可以节省制造成本以及漫长的交货组装时间。系统的需求时时都会发生改变,但改变FPGA设计所产生的成本相对ASIC的巨额费用来说微不足道的。

   稳定性

      软件工具提供了编程环境,FPGA电路是真正的编程“硬”执行过程。基于处理器的系统往往包含了多个抽象层,可在多个过程之间计划任务、共享资源。驱动控制着硬件资源,而操作系统管理内存和处理器的带宽。对于任何给定的处理器内核,一次只能执行一个指令,且基于处理器的系统时刻面临着严格时限的任务相互去占的风险。而FPGA不使用操作系统,拥有真正的并执行和专注于每一项任务的确定性硬件,可减少稳定性方面问题出现问题的可能。