(本文為明德揚原創,轉載需注明出處)前一篇我們主要以單片機為例子講述了FPGA和單片機內部結果的差異來解釋“現場可編程的門陣列”。既然兩者在編程設計上不一樣,那么,在應用上又有什么不一樣呢?還是以單片機為例子講解。
單片機的用途非常廣,廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制、工業控制等領域。那么,作為結構比較復雜的FPGA,實現功能強大,但是實現難度也很大,所以FPGA一般是用在哪里?
一般用在通訊的接口設計上,還有數字信號處理等比較高端的場合。什么是高端場合?高端場合就是數據量特別大,速度特別快,進度要求特別高,這種場合就會用到FPGA, 而一般的應用上,比方說我們控制方面的,日常使用上,那么我們的單片機是用的比較多。
FPGA還有一個特殊的應用場合,就是作為ASIC 的原型驗證。例如,我們都知道,集成電路的一個設計開發流程時間很長,而且風險很高,當我們做一個集成電路開發的時候,從代碼編寫到仿真驗證,到最后的布局布線,到最后的生產出來,短則需要幾個月,甚至到一兩年,都是可能的。而且不到最后生產出來的一刻,你都不知道它是否成功,沒有真正的電路跑過,只能在電腦上進仿真,為了保證這種成功率,讓我們的生產一次就能通過,能成功。一般來說,在產品決定生產之前,就需要讓FPGA去跑一跑,去驗證下需要實現的功能,所以,FPGA的一個作用就是集成硬件的原型驗證的功能。
除了上面的通訊接口、數字化處理等高端場合,以及原型驗證場合。還有另一個用得比較多的場合,即“非標場合”。什么是非標場合,首先我們來談一下標準場合,例如大家可以看到我們電路里面有很多電路的標準,接口標準,電路標準,比如大家看得清楚的,USB接口,還有手機充電接口,都是只有兩三個,比如說蘋果手機它也有自己的接口,這就是一個接口標準,這個接口定下來了,大家都遵守它、支持它,這個市場量很大。但是,還有一種特殊場合,它的市場上本身就不大,設計、生產出來,本身只有限量版十幾臺或者幾百臺,比如說原子彈,可能生產幾千個,不可能生產幾十萬個,那么它所配套的電路也不需要那么多,可能一點點夠了,這個就是一個特殊的場合,在這種場合之下不用定標準的接口,一般會有自己特殊定義的接口。而且這種情況下,很難找到對應的芯片實現各種接口,此時,FPGA就派上用場了,根據它的可編特點,去設計它的內部結構電路,然后進行對接,實現我們需要的功能。這也是FPGA比較常見的一個應用場合——軍工領域。
除了軍工領域的應用,還有一個領域也是應用得比較多的,那就是新科技、新科學的一個新型應用,當市場還沒開拓的時候,沒有人會大量生產一批芯片,這時候FPGA就根據電路設計,根據技術設計新產品,并且生產出來看看市場的反應,如果市場反應良好,就會進行大規模的生產和應用。所以,一般涉及創新的科技產品,都需要應用到FPGA,一般來說,用FPGA來開發的人才也是創新型人才。
隨著科技的飛速發展,生活中越來越多領域需要創新,需要創造更新的領域,因此,FPGA的應用也越來越廣泛,更深入。與之需求的FPGA技術工程師也越來越緊缺。
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