目前，在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)領(lǐng)域，除了單片機、DSP、ARM之外，FPGA已經(jīng)成為熱門方向。尤其是在圖像處理、信號采集、通信等領(lǐng)域應用非常廣泛。目前，隨著深度學習的發(fā)展與應用，FPGA在AI加速方向逐漸展示出不可替代的優(yōu)勢。

一、FPGA基本概念

FPGA究竟是什么？簡單來講，我認為就是一塊可以由工程師反復、靈活編程的邏輯器件。

大家應該聽說過ASIC，也就是專用集成電路。顧名思義，它是為了實現(xiàn)特定功能而設(shè)計的。一旦設(shè)計好，后面無法對其進行改進。而FPGA是可以通過編程對其要實現(xiàn)的功能進行反復修改的。

同樣具有可編程特點的還有ARM、DSP等，但是這二者內(nèi)部指令都是串行執(zhí)行的。而FPGA的編程更多的為硬件設(shè)計，編譯器將硬件語言創(chuàng)建為相應的硬件電路，每條語句為獨立并行的硬件。因此，FPGA的最大優(yōu)勢在于其并行計算特性。

二、FPGA基本結(jié)構(gòu)

FPGA的基本結(jié)構(gòu)主要為：

查找表（LUT）：用于實現(xiàn)各種基本的邏輯功能

觸發(fā)器（FF）：用于存儲LUT輸出結(jié)果的寄存器資源

輸入、輸出端口：FPGA芯片與外部資源互聯(lián)的接口

線：用于連接FPGA內(nèi)部各個模塊

DSP48塊：加減器連接到乘法器，再連接到一個乘累加器

除此之外，F(xiàn)PGA內(nèi)部還集成了一些其它資源：

(1)FPGA片上存儲器，(2)PLL時鐘發(fā)生器，(3)乘法累積模塊，(4)片外存儲器控制器，(5)高速串行收發(fā)器。

三、FPGA應用領(lǐng)域

1.時序控制

通過軟件中斷的時序控制，不如FPGA時序更固定，以及實時性更好。

2.信號采集(處理)

例如高速ADC、圖像傳感器數(shù)據(jù)采集等。

3.原型驗證、片上系統(tǒng)等

通信、圖像（視頻）實時處理、ASIC原型開發(fā)、高性能計算（AI加速）等領(lǐng)域。

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