当前课程知识点：现代电子系统设计 > 第八章 FPGA与数字系统设计 > 8.3 FPGA的特点 > 8.3 FPGA的特点
下面讲第八章第三节
FPGA的特点
为了理解FPGA的特点
我们将它与其它的四种器件
做一个对比
这四中器件分别是
微控制器MCU
数字处理器DSP
以及SoC和ASIC芯片
主要是从编程的方式
以及性能方面进行对比
首先来看MCU
MCU是可以采用软件编程的
它对任务的处理
是一种顺序处理的方式
它可以用于低到高速的这个处理
可以选择不同的这个处理器
去实现
而对于DSP
它主要是用于数字信号的处理
通常是一些要求乘法运算
比较多的一些信号的运算处理
它也是通过软件编程的方式
来实现
另外处理的方式
也是顺序执行的方式
它可以用于中速到高速的
数字信号的处理
接下来看ASIC芯片
ASIC芯片它是不可编程的
它是用于专门的固定应用场合
它可以用于低到高速的应用
可以选择不同的ASIC芯片去实现
接下来看SoC
SoC内部可能有一个或者是多个
微处理器
它采用的也是可以软件编程的方式
如果它是一个微处理器
那么它对任务的处理
就是顺序执行的
如果它有多个微处理器
那么它可以实现并行的
任务的处理
它可以用于中到高速的数据处理
可以选择不同的SoC去实现
最后我们来看FPGA
FPGA我们知道它是可以重新编程
或者说可以重新配置它的设计的
另外它主要是用于
并行的信号处理
这个是它比较有特点的地方
可以用于中速到特别高速的
一些信号的处理
另外现代的FPGA中
也可以设计出硬核的或者固核的
微处理器
或者是加入软核的微处理器
可以加入一个或者是多个
形成一个片上系统
那么这样的话它的功能就会更强大
下面我们总结一些
分别从以下几个方面
来进行进一步的对比
首先如果要实现可编程的
顺序处理的这种任务的话
那么MCU DSP SoC和FPGA
它都可以实现
但是ASIC它是不可编程的
所以它不能做到可编程
第二
如果要实现可编程的
并行任务处理的话
那这时候FPGA是可以实现的
SoC如果有多个微处理器的话
那么它可以实现并行的任务处理
但是其它的三种器件
一般是不可以的
接下来第三
如果要实现可编程的
低到高速的
带乘法计算的这种运算的话
那么这时候主要是DSP和FPGA
可以实现
那接下来第四
如果要实现
特别高速的乘法的计算的话
那这时候一般就只有FPGA
可以实现了
DSP可能达不到那么高的速度
第五
如果说要实现一个ASIC
或者SoC的原型设计
或者是功能的验证
那么这时候就可以采用FPGA
而其它的芯片是不能完成的
当然最后如果要实现一个
固定功能的应用
那主要就是ASIC芯片可以实现
那么从这个表可以看出来
对于FPGA来讲
它最有特点的就是
可以实现这几个方面的功能
例如并行的信号的处理
或者数据的处理
还有就是特别高速的
这种乘法的运算
以及ASIC或者SoC的原型设计
或者功能的验证
前面我们对比了FPGA与其它芯片
它的功能与性能
那么接下来
FPGA实际上它也有一些不足
那下面我们就进一步总结
它其它的一些优点
并且列出它的不足
首先FPGA它是可以重配置的
易于改变这个设计
于是它就可以降低这个错误的成本
那我们举一个例子来理解
例如如果我们想实现
人工智能计算的神经网络
那这时候我们可以用FPGA去实现
但实现完成以后
如果发现有错误
或者说这个实现的功能不满足要求
我们可以对它重新设计
重新编程
那这样的话就可以降低错误成本
如果你去购买一个ASIC芯片
来完成一个神经网络的计算
如果这个ASIC芯片买来以后
发现它的功能不满足要求
这时候我们就要重新再买一个
ASIC芯片来完成
这样的话就会增加设计的成本
所以FPGA从这个角度来讲
它可以降低这个设计的成本
当然它也有不足的地方
对于同样的一个任务
它有时候功耗可能会比较大
另外它设计的时候
还是有一定难度的
那我们还是举刚才的这个例子
如果我们要设计一个神经网络的话
用FPGA去实现的话
可能比去买一个现成的ASIC芯片
也就是一个现成的神经网络的
ASIC芯片
可能它的功耗要大一些
就是FPGA的功耗要大
ASIC芯片功耗会小一些
另外在设计的过程中
我们可能要用语言去编程实现
所以会有一些比较有难度的工作要做
尤其是在寄存器传输级去设计
那么工作会更加困难
所以大家可以根据应用的需求
来选择这个FPGA进行设计
感谢您的观看
-课程简介
-1.1 电子系统简介
-1.2 现代电子系统举例
-1.3 现代电子系统的组成
-1.4 现代电子系统设计方法
-第一章 作业
-2.1 传感器定义
-2.2 传感器的分类和性能指标
-2.3 常用传感器介绍
-2.4 常用执行器介绍
-第二章 作业
-3.1 模拟信号处理简介
-3.2 信号放大和隔离电路
-3.3 滤波电路
--3.3 滤波电路
-3.4 运算电路(一)
-3.5 运算电路(二)
-3.6 电压比较器
-3.7 功率放大电路
-3.8 模-数转换器
-3.9 数-模转换器
-第三章 作业
-4.1 直流电源简介
-4.2 线性稳压电源
-4.3 开关稳压电源
-第四章 作业
-5.1 微处理器简介
-5.2 微处理器和片上系统的发展历程
-5.3 微处理器分类
-5.4 微处理器和片上系统举例
-5.5 微处理器和片上系统硬件结构
-5.6 外围接口和设备
-5.7 嵌入式软件开发方法
-5.8 嵌入式操作系统
-5.9 外围设备应用程序开发简介
-第五章 作业
-6.1 TM4C123 简介
-6.2 TM4C123 实验板
-6.3 TM4C123 软件开发
-6.4 TM4C123 实验举例
-第六章 作业
-7.1 PSoC简介
-7.2 PSoC实验板
-7.3 PSoC软件开发
-7.4 PSoC实验举例
-第七章 作业
-8.1 FPGA简介
-8.2 FPGA的发展趋势
-8.3 FPGA的特点
-8.4 FPGA的结构
-8.5 FPGA结构举例
-8.6 FPGA设计工具和方法
-8.7 QuartusⅡ集成开发环境
-8.8 DE2-115实验平台简介
-8.9 Verilog硬件设计语言
-- 8.9.8 设计仿真
-8.10 数字电路设计与仿真举例
-第八章 作业
-9.1 SOPC简介
-9.2 Nios II 微处理器简介
-9.3 Avalone总线简介
-9.4 SOPC设计方法简介
-9.5 SOPC设计举例
-- 9.5.1 设计内容
-9.6 Nios II 软件设计
-第九章 作业
-10.1 实验内容与要求
-10.2 实验设备与器材
-10.3 注意事项与调试方法
-10.4 实验结果展示
-第十章 作业
-期末考试
--期末考试
