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    • 1.FPGA工作原理
    • 2.FPGA优缺点
    • 3.FPGA应用领域
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FPGA

2022/05/30
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阅读需 3 分钟
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Field-Programmable Gate Array(FPGA)是一种可编程数字电路,使用者可以重新配置它以适应不同的任务,而无需进行物理修改。FPGA在数字信号处理、嵌入式系统等领域广泛应用。

1.FPGA工作原理

FPGA由逻辑单元(Look-up table)、可编程连接器(Switch Matrix)、时钟管理单元等基本模块组成。逻辑单元根据输入的布尔代数方程实现特定的功能,其中查找表是它的核心组件。可编程连接器负责将逻辑单元连接成所需的电路结构,时钟管理单元则负责保证各个模块在同步的时钟节拍下协同工作。

2.FPGA优缺点

FPGA的主要优点包括:

  • 灵活性高,能够快速定制和修改,适合快速开发样机和小量生产;
  • 速度快,数据通路简洁,时延稳定固定,因此很适合高速序列数据处理应用;
  • 功耗低,与ASIC比较省电,但比CPU和GPU多消耗一些电能;

FPGA的主要缺点包括:

  • 成本高,相比CPU、GPU和ASIC等技术价格显得更贵;
  • 容易受到电磁干扰和辐射干扰,因此在一些极端环境下可能不太适用;
  • 设计工具和学习曲线较为陡峭。

3.FPGA应用领域

FPGA可以广泛应用于以下领域:

  • 数字信号处理领域:如数字滤波、图像处理、音频处理等;
  • 通信领域:如协议转换、射频前端处理、调制解调等;
  • 计算领域:如并行计算、加速器开发、AI加速等;
  • 测试测量领域:如数据采集、自动化测试设备等;
  • 汽车电子领域:如视觉感知、ADAS、安全控制等;
  • 航空航天领域:如导航控制、数据采集处理、通信控制等。

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