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FPGA简介——以单片机为例解说FPGA

发布时间:2021-12-27   作者:lishuangshun 浏览量:

     (本文为明德扬原创,转载需注明)很多人听到这个词并不知道FPGA是什么,全英文的单词以及中文翻译是什么意思,哪怕是百度一下,上面关于FPGA的解释也是相对繁杂,没有击中要点,对初学者来说,依然有不少疑问。什么是FPGA? 我们的FPGA有个中文名称叫“现场可编程的门阵列”,这又是一个什么概念呢?

 

      要了解这个概念之前,我们来谈一谈大家都比较熟悉的一种东西——芯片。例如单片机,单片机应该是我们比较熟悉的,在高校的课程中也有单片机的课程。那么,作为一种集成电路芯片的单片机它有什么特点呢?可以说,单片机里面的电路是固定的,里面有多少个器件有多少个管脚IO 都是已经确定的,内部有多少个乘法器也是确定的,而且他所处的位置,他所处的布局,全部都是确定的。我们在使用单片机的过程中,只要编程去实现它对应功能就可以了,也就是说,它的硬件是确定的。还有和单片机相似的很多其他芯片,例如我们的DSP(数字信号处理),他们的电路特点都是固定的,当我们设计完成之后,他们的位置、资源、功效,全部都是确定的,但是FPGA和这类电路都不一样,我们可以认为它内部的电路结构是不确定的。

 

      FPGA就是一个可以通过编程来改变内部结构的芯片,它里面有多少个乘法器、多少个计算器都是可以通过编程来改变的,甚至他的位置,乘法器的位置在哪里都是可以编程去改变,这就是我们FPGA在结构上的最大的不同,也是它最显著的特点之一,所以称为“现场可编程的门阵列”。

 

       我们讲的编程,PFGA的编程、FPGA设计,其实就是改变这个芯片的内部结构,也就是说,我们可以通过编程来实现多个乘法器、除法器、多个电路之间的一种关系,通过改变这种关系改变它们的硬件结构和实现我们所需的功能。而对应的单片机,并不是改变它的硬件结构,而是改变它的指令,例如我们说的读指令、写指令、跳转等等,通过改变它的指令执行的先后顺序去实现我们所需要的功能,这就是单片机。而FPGA却不是,FPGA是改变它的硬件电路有多少个乘法器、多少个除法器,它有多少root(ROM),位置在哪里?通过改变它的内部电路来实现它的功能,这就是fpga 跟单片机的不同,当我们谈到单片机,我们可认为它是专用集成电路,而FPGA就是可编程的集成电路。

 

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