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FPGA簡介——以單片機為例解說FPGA

  發布時間:2023-10-18  |    作者:yi jin yun  |  瀏覽量:556

(本文為明德揚原創,轉載需注明)多人聽到這個詞并不知道FPGA是什么,全英文的單詞以及中文翻譯是什么意思,哪怕是百度一下,上面關于FPGA的解釋也是相對繁雜,沒有擊中要點,對初學者來說,依然有不少疑問。什么是FPGA? 我們的FPGA有個中文名稱叫“現場可編程的門陣列”,這又是一個什么概念呢?


  要了解這個概念之前,我們來談一談大家都比較熟悉的一種東西——芯片。例如單片機,單片機應該是我們比較熟悉的,在高校的課程中也有單片機的課程。那么,作為一種集成電路芯片的單片機它有什么特點呢?可以說,單片機里面的電路是固定的,里面有多少個器件有多少個管腳IO 都是已經確定的,內部有多少個乘法器也是確定的,而且他所處的位置,他所處的布局,全部都是確定的。我們在使用單片機的過程中,只要編程去實現它對應功能就可以了,也就是說,它的硬件是確定的。還有和單片機相似的很多其他芯片,例如我們的DSP(數字信號處理),他們的電路特點都是固定的,當我們設計完成之后,他們的位置、資源、功效,全部都是確定的,但是FPGA和這類電路都不一樣,我們可以認為它內部的電路結構是不確定的。

 

 FPGA就是一個可以通過編程來改變內部結構的芯片,它里面有多少個乘法器、多少個計算器都是可以通過編程來改變的,甚至他的位置,乘法器的位置在哪里都是可以編程去改變,這就是我們FPGA在結構上的最大的不同,也是它最顯著的特點之一,所以稱為“現場可編程的門陣列”。

 
  我們講的編程,PFGA的編程、FPGA設計,其實就是改變這個芯片的內部結構,也就是說,我們可以通過編程來實現多個乘法器、除法器、多個電路之間的一種關系,通過改變這種關系改變它們的硬件結構和實現我們所需的功能。而對應的單片機,并不是改變它的硬件結構,而是改變它的指令,例如我們說的讀指令、寫指令、跳轉等等,通過改變它的指令執行的先后順序去實現我們所需要的功能,這就是單片機。而FPGA卻不是,FPGA是改變它的硬件電路有多少個乘法器、多少個除法器,它有多少root(ROM),位置在哪里?通過改變它的內部電路來實現它的功能,這就是fpga 跟單片機的不同,當我們談到單片機,我們可認為它是專用集成電路,而FPGA就是可編程的集成電路。

 


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