FPGA介紹

FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列的簡稱，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域最初為通信領(lǐng)域，但目前，隨著信息產(chǎn)業(yè)和微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯嵌入式系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)最熱門的技術(shù)之一，應(yīng)用范圍遍及航空航天、醫(yī)療、通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊、安防、廣播、汽車電子、工業(yè)、消費類市場、測量測試等多個熱門領(lǐng)域。并隨著工藝的進步和技術(shù)的發(fā)展，向更多、更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域擴展。越來越多的設(shè)計也開始以ASIC轉(zhuǎn)向FPGA， FPGA正以各種電子產(chǎn)品的形式進入了我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落。

FPGA人才需求

中國每年對于FPGA設(shè)計人才的需求缺口巨大，F(xiàn)PGA設(shè)計人才的薪水也是行業(yè)內(nèi)最高的。目前，美國已有FPGA人才40多萬，中國***地區(qū)也有7萬多，而中國內(nèi)地僅有1萬左右，可見中國渴望有更多的FPGA人才涌現(xiàn)出來。

FPGA的核心優(yōu)點

FPGA的核心優(yōu)點：可編程靈活性高、開發(fā)周期短、并行計算可編程靈活性高。與ASIC的全定制電路不同，F(xiàn)PGA屬于半定制電路。理論上，如果FPGA提供的門電路規(guī)模足夠大，通過編程可以實現(xiàn)任意ASIC和DSP的邏輯功能。另外，編程可以反復(fù)，不像ASIC設(shè)計后固化不能修改。所以，F(xiàn)PGA的靈活性也較高。實際應(yīng)用中，F(xiàn)PGA的現(xiàn)場可重復(fù)編程性使開發(fā)人員能夠用軟件升級包通過在片上運行程序來修改芯片，而不是替換和設(shè)計芯片（設(shè)計和）時間成本巨大），甚至FPGA可通過因特網(wǎng)進行遠(yuǎn)程升級。

開發(fā)周期短。ASIC制造流程包括邏輯實現(xiàn)、布線處理和流片等多個步驟，而FPGA無需布線、掩模和定制流片等，芯片開發(fā)流程簡化。傳統(tǒng)的ASIC和SoC設(shè)計周期平均是14個月到24個月，用FPGA進行開發(fā)時間可以平均降低55%。全球FPGA第一大廠商Xilinx認(rèn)為，更快比更便宜重要，產(chǎn)品晚上市六個月5年內(nèi)將少33%的利潤，每晚四周等于損失14%的市場份額。

（FPGA比ASIC的設(shè)計流程大幅減?。?/p>

并行計算效率高。FPGA屬于并行計算，一次可執(zhí)行多個指令的算法，而傳統(tǒng)的ASIC、DSP甚至CPU都是串行計算，一次只能處理一個指令集，如果ASIC和CPU需要提速，更多的方法是增加頻率，所以ASIC、CPU的主頻一般較高。FPGA雖然普遍主頻較低，但對部分特殊的任務(wù)，大量相對低速并行的單元比起少量高效單元而言效率更高。另外，從某種角度上說，F(xiàn)PGA內(nèi)部其實并沒有所謂的“計算”，最終結(jié)果幾乎是類似于ASIC“電路直給”，因此執(zhí)行效率就大幅提高。

如何學(xué)習(xí)FPGA？

FPGA對我們?nèi)绱酥匾?，那么對于初學(xué)者來說，到底該如何學(xué)習(xí)FPGA呢？學(xué)習(xí)一門技術(shù)最好有合適的指導(dǎo)老師，這樣對掌握FPGA技術(shù)更容易，可惜的是大部分的學(xué)校還未開設(shè)相關(guān)的課程，也缺少具有實踐經(jīng)驗的老師，那么如何才能找到一種捷徑幫助初學(xué)者快速學(xué)會如此具有競爭力的技術(shù)呢？

（1）掌握FPGA的編程語言

在學(xué)習(xí)一門技術(shù)之前我們往往從它的編程語言開始，學(xué)習(xí)FPGA的編程語言有兩種：VHDL和Verilog，這兩種語言都適合用于FPGA的編程，VHDL在歐洲的應(yīng)用較為廣泛，而Verilog在中國、美國、日本、***等地應(yīng)用較為廣泛，建議學(xué)習(xí)Verilog，因為它非常易于學(xué)習(xí)，很類似于C語言，如果具有C語言基礎(chǔ)的人，只需要花很少的時間便能迅速掌握Verilog，而VHDL則較為抽象，學(xué)習(xí)的時間較長。

（2）FPGA實驗尤為重要

除了學(xué)習(xí)編程語言以外，更重要的是實踐，將自己設(shè)計的程序能夠在真正的FPGA里運行起來，這時我們需要選一塊板子進行實驗，一般的紅色颶風(fēng)的板子基本上可以滿足大家的需求，大家感興趣的不妨買一塊做做實驗。

（3）FPGA培訓(xùn)不可忽視

在有條件的情況下，參加FPGA的培訓(xùn)可以在短時間內(nèi)大幅提升自己的水平，因為有老師帶著可以省去了很多彎路。筆者在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)國內(nèi)第一家大學(xué)EDA實驗室創(chuàng)始人之一的夏宇聞教授和未名芯銳搞了一個FPGA培訓(xùn)班，感興趣的朋友可以去看看，網(wǎng)上也有很多的視頻資源，也可下下來看看。

我想只要大家想學(xué)FPGA，想從事FPGA工作，總會有辦法找到適合自己的方法。