FPGA介紹

FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列的簡稱，F(xiàn)PGA的應用領域最初為通信領域，但目前，隨著信息產(chǎn)業(yè)和微電子技術的發(fā)展，可編程邏輯嵌入式系統(tǒng)設計技術已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)最熱門的技術之一，應用范圍遍及航空航天、醫(yī)療、通訊、網(wǎng)絡通訊、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域。并隨著工藝的進步和技術的發(fā)展，向更多、更廣泛的應用領域擴展。越來越多的設計也開始以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設計人才的需求缺口巨大，F(xiàn)PGA設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，不像ASIC設計后固化不能修改。所以，F(xiàn)PGA的靈活性也較高。實際應用中，F(xiàn)PGA的現(xiàn)場可重復編程性使開發(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，而不是替換和設計芯片（設計和）時間成本巨大），甚至FPGA可通過因特網(wǎng)進行遠程升級。

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的設計流程大幅減小）

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，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。

如何學習FPGA？

FPGA對我們?nèi)绱酥匾敲磳τ诔鯇W者來說，到底該如何學習FPGA呢？學習一門技術最好有合適的指導老師，這樣對掌握FPGA技術更容易，可惜的是大部分的學校還未開設相關的課程，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者快速學會如此具有競爭力的技術呢？

（1）掌握FPGA的編程語言

在學習一門技術之前我們往往從它的編程語言開始，學習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在歐洲的應用較為廣泛，而Verilog在中國、美國、日本、***等地應用較為廣泛，建議學習Verilog，因為它非常易于學習，很類似于C語言，如果具有C語言基礎的人，只需要花很少的時間便能迅速掌握Verilog，而VHDL則較為抽象，學習的時間較長。

（2）FPGA實驗尤為重要

除了學習編程語言以外，更重要的是實踐，將自己設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培訓不可忽視

在有條件的情況下，參加FPGA的培訓可以在短時間內(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FPGA，想從事FPGA工作，總會有辦法找到適合自己的方法。