FPGA 技术小谈

FPGA 技术小谈

概述:

场域可程式化闸阵列 FPGA 技术正持续发展，而全世界 FPGA 市场的产值，则预估可从 2005 年的 19 亿美金提升到 2010 年的 27 亿 5 千万美金。FPGA 是在 1984 年由Xilinx 公司所发明，从简单的胶合逻辑 Glue logic 晶片，演变为可取代客制的特定应用积体电路 ASIC 与处理器，适用于讯号处理与控制应用。为何 FPGA 技术如此成功？此篇文章将介绍 FPGA，并说明数项让 FPGA 如此独特的优点。

什么是 FPGA？
最笼统来说，FPGAs 即为可再程式化的晶片。透过预先建立的逻辑区块与可程式化路由资源，不需更改面包板或焊锡部分，即可设定这些晶片以建置客制硬体功能。

使用者可于软体中开发数位运算系统 Computing task 并将之编译为组态档案或位元流 Bitstream，可包含元件接线的相关资讯。

此外，FPGA 完全为可重设性质，当使用者重新编译不同的电路设定时，可立刻拥有不同的特性。在过去，工程师必须深入了解数位硬体设计，才能够使用 FPGA 技术。

然而，高阶设计工具的新技术可针对图形化程式区或 C 程式码，转换为数位硬体电路，即变更了 FPGA 程式设计的规则。

FPGA 整合了 ASIC 与处理器架构系统的最佳部分，使 FPGA 晶片可应用于所有产业。FPGA 具有硬体时脉的速度与可靠性，且其仅需少量即可进行作业；可降低客制化 ASIC设计的费用。可重新程式设计的晶片，具有与软体相同的弹性，却不受限于处理核心的数量。

与处理器不同的是，FPGA 为实际的平行架构，因此不同的处理作业并不需要占用相同资源。每个独立的处理作业均将指派至专属的晶片区块，不需影响其他逻辑区块即可自动产生功能。因此，当新增其他处理作业时，应用某部分的效能亦不会受到影响。

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什么是 FPGA？
最笼统来说，FPGAs 即为可再程式化的晶片。透过预先建立的逻辑区块与可程式化路由资源，不需更改面包板或焊锡部分，即可设定这些晶片以建置客制硬体功能。

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