FPGA可应用于SOPC方向!FPGA芯片可重构技术是什么?

在这篇文章中，小编将对FPGA的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度，和小编一起来阅读以下内容吧。

一、FPGA可用于SOPC方向

严格意义上来说这个已经在FPGA设计的范畴之内，只不过是利用FPGA这个平台搭建的一个嵌入式系统的底层硬件环境，然后设计者主要是在上面进行嵌入式软件开发而已。设计对于FPGA本身的设计时相当少的。

就目前SOPC方向发展相比其它应用方向相对较慢，其主要原因是因为SOPC以FPGA为主，或者是在FPGA内部的资源实现一个“软”的处理器，或者是在FPGA内部嵌入一个处理器核。但大多数的嵌入式设计却是以软件为核心，以现有的硬件发展情况来看，多数情况下的接口都已经标准化，并不需要那么大的FPGA逻辑资源去设计太过复杂的接口。而且就目前看来SOPC相关的开发工具还非常的不完善，以ARM为代表的各类嵌入式处理器开发工具却早已深入人心，大多数以ARM为核心的SOC芯片提供了大多数标准的接口，大量成系列的单片机/嵌入式处理器提供了相关行业所需要的硬件加速电路，需要专门定制硬件场合确实很少。通常是在一些特种行业才会在这方面有非常迫切的需求。目前Xilinx已经将ARMcortex- A9的硬核嵌入到FPGA里面，未来对嵌入式的发展有很大推动，不过，不要忘了很多老掉牙的8位单片机还在嵌入式领域混呢，嵌入式主要不是靠硬件的差异而更多的是靠软件的差异来体现价值的。

二、FPGA可重构技术

FPGA上的可重构技术根据FPGA芯片内部的不同结构可以分为两种，分别是动态可重构和静态可重构。如果FPGA芯片是常规的SRAM结构，那么它只能做到静态可重构，重构过程必须首先发送中断指令停止正在运行的程序，之后再把全新的Bitstream文件加载到FPGA上。而如果FPGA芯片是特殊结构，那么它就可以进行动态可重构，重构过程可以在FPGA运行时期进行，动态可重构不但可以在系统运行时期随时改变模块参数，甚至可以在系统运行时期在FPGA内部的可重构区域动态重构电路逻辑。

FPGA的动态可重构又可以分为动态全局可重构和动态局部可重构。动态全局可重构是指上位机给FPGA芯片加载一个全新的配置文件，而这个配置文件包含了新的任务需求所要涉及的整片FPGA内所有资源，从而实现FPGA重新配置，上一个任务实现的所有逻辑电路将全部消除。在重构操作执行前，首先在外挂存储器中加载多个不同任务需求的配置文件，同时每个配置文件中都包含该任务所需要涉及的FPGA芯片全部逻辑资源。正是因为每一个配置文件都包含了整块FPGA芯片的所有资源，所以动态全局可重构只能从外挂存储器中选择将一个配置文件加载到FPGA芯片中。当这个配置文件对应的任务结束后，再选择另一个新的配置文件加载到FPGA芯片中，通过不同配置文件的分时加载实现系统功能任务的切换。

这种动态全局可重构的实现方式比较容易，只需要在配置文件中写入该功能任务所包含的FPGA全部资源，但是这种实现方式因为包含全部资源而导致文件较大，配置的时间也就相应变长。尤其是在两个功能任务对应的逻辑电路相差不大的配置文件先后进行重构时，本可以只改变相差部分的逻辑电路，却要对FPGA芯片内部的全部资源重新进行改变。

动态局部可重构因为只重构部分区域，所以配置文件中的重构内容也相应变小，重构时间也随之缩短。但是动态局部可重构的难点在于静态区域和可重构区域的大小划分是否可以满足系统功能要求、分别处在两个区域的模块之间如何进行通信以及如何在可重构区域进行合理的布局布线。因此使用动态局部可重构的实现过程相对复杂。

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