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通俗解说FPGA五大应用场合

发布时间:2021-12-28   作者:lishuangshun 浏览量:

     (本文为明德扬原创,转载需注明出处)前一篇我们主要以单片机为例子讲述了FPGA和单片机内部结果的差异来解释“现场可编程的门阵列”。既然两者在编程设计上不一样,那么,在应用上又有什么不一样呢?还是以单片机为例子讲解。

       单片机的用途非常广,广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制、工业控制等领域。那么,作为结构比较复杂的FPGA,实现功能强大,但是实现难度也很大,所以FPGA一般是用在哪里? 

       一般用在通讯的接口设计上,还有数字信号处理等比较高端的场合。什么是高端场合?高端场合就是数据量特别大,速度特别快,进度要求特别高,这种场合就会用到FPGA, 而一般的应用上,比方说我们控制方面的,日常使用上,那么我们的单片机是用的比较多。 

       FPGA还有一个特殊的应用场合,就是作为ASIC 的原型验证。例如,我们都知道,集成电路的一个设计开发流程时间很长,而且风险很高,当我们做一个集成电路开发的时候,从代码编写到仿真验证,到最后的布局布线,到最后的生产出来,短则需要几个月,甚至到一两年,都是可能的。而且不到最后生产出来的一刻,你都不知道它是否成功,没有真正的电路跑过,只能在电脑上进仿真,为了保证这种成功率,让我们的生产一次就能通过,能成功。一般来说,在产品决定生产之前,就需要让FPGA去跑一跑,去验证下需要实现的功能,所以,FPGA的一个作用就是集成硬件的原型验证的功能。 

       除了上面的通讯接口、数字化处理等高端场合,以及原型验证场合。还有另一个用得比较多的场合,即“非标场合”。什么是非标场合,首先我们来谈一下标准场合,例如大家可以看到我们电路里面有很多电路的标准,接口标准,电路标准,比如大家看得清楚的,USB接口,还有手机充电接口,都是只有两三个,比如说苹果手机它也有自己的接口,这就是一个接口标准,这个接口定下来了,大家都遵守它、支持它,这个市场量很大。但是,还有一种特殊场合,它的市场上本身就不大,设计、生产出来,本身只有限量版十几台或者几百台,比如说原子弹,可能生产几千个,不可能生产几十万个,那么它所配套的电路也不需要那么多,可能一点点够了,这个就是一个特殊的场合,在这种场合之下不用定标准的接口,一般会有自己特殊定义的接口。而且这种情况下,很难找到对应的芯片实现各种接口,此时,FPGA就派上用场了,根据它的可编特点,去设计它的内部结构电路,然后进行对接,实现我们需要的功能。这也是FPGA比较常见的一个应用场合——军工领域。 

        除了军工领域的应用,还有一个领域也是应用得比较多的,那就是新科技、新科学的一个新型应用,当市场还没开拓的时候,没有人会大量生产一批芯片,这时候FPGA就根据电路设计,根据技术设计新产品,并且生产出来看看市场的反应,如果市场反应良好,就会进行大规模的生产和应用。所以,一般涉及创新的科技产品,都需要应用到FPGA,一般来说,用FPGA来开发的人才也是创新型人才。 

        随着科技的飞速发展,生活中越来越多领域需要创新,需要创造更新的领域,因此,FPGA的应用也越来越广泛,更深入。与之需求的FPGA技术工程师也越来越紧缺。

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