FPGA核心优点有哪些?FPGA可以取代DSP?

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分。为增进大家对FPGA的认识，本文将对FPGA的核心优点以及FPGA的应用予以介绍。如果你对FPGA具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、FPGA的核心优点

FPGA的核心优点：可编程灵活性高、开发周期短、并行计算可编程灵活性高。与ASIC的全定制电路不同，FPGA属于半定制电路。理论上，如果FPGA提供的门电路规模足够大，通过编程可以实现任意ASIC和DSP的逻辑功能。另外，编程可以反复，不像ASIC设计后固化不能修改。所以，FPGA的灵活性也较高。实际应用中，FPGA的现场可重复编程性使开发人员能够用软件升级包通过在片上运行程序来修改芯片，而不是替换和设计芯片(设计和)时间成本巨大)，甚至FPGA可通过因特网进行远程升级。

开发周期短。ASIC制造流程包括逻辑实现、布线处理和流片等多个步骤，而FPGA无需布线、掩模和定制流片等，芯片开发流程简化。传统的ASIC和SoC设计周期平均是14个月到24个月，用FPGA进行开发时间可以平均降低55%。全球FPGA第一大厂商Xilinx认为，更快比更便宜重要，产品晚上市六个月5年内将少33%的利润，每晚四周等于损失14%的市场份额。

并行计算效率高。FPGA属于并行计算，一次可执行多个指令的算法，而传统的ASIC、DSP甚至CPU都是串行计算，一次只能处理一个指令集，如果ASIC和CPU需要提速，更多的方法是增加频率，所以ASIC、CPU的主频一般较高。FPGA虽然普遍主频较低，但对部分特殊的任务，大量相对低速并行的单元比起少量高效单元而言效率更高。另外，从某种角度上说，FPGA内部其实并没有所谓的“计算”，最终结果几乎是类似于ASIC“电路直给”，因此执行效率就大幅提高。

二、FPGA应用之取代数字信号处理器(DSP)

FPGA另一个新应用是取代DSP，由于FPGA适合规划成可同时大量平行运算组态，如此可加速数字信号运算。

所谓的「取代」，其实牵涉到价格效能比(Price Performance Rate，中国内地方面称为：性价比，性能价格比)问题，相同的数字信号运算工作可以用FPGA运算，也可以用DSP运算，重点在于芯片成本，一般而言FPGA的芯片价格贵过DSP，但FPGA同时间可平行执行的数字信号运算量比DSP大，当数字信号运算的需求量够大时，FPGA在价格效能比上就会超越DSP。

若更具体说明，一颗高效能的DSP约要30至200美元，而一颗高阶的FPGA则约200美元，高效能的DSP同时间可以处理4个信道的数字信号，而高阶的FPGA则可因应20至40个信道以上的信号运算，如此简单将信道数与价格相除，可明显看出在同时多组运算时FPGA的成本低于DSP。

当然，先决条件是应用需求上需要同时间的多组运算，并非所有的应用都需要大量的数字信号运算，不过无线基地台方面确实有此种需求，但无线基地台前端的用户装置则没有这类的需求，事实上现在确实有诸多的无线基地台，已从过去完全只用DSP方式来进行信号收发解析处理，改成部份使用DSP、部份使用FPGA。

但是这也并非绝对，原因有二，一是FPGA仍在积极降价中，未来的价格性能比会持续提升，目前只有大量的数字信号运算是属于FPGA较合算，但日后也会逐渐往中阶、初阶发展，接下来可能小规模性的基地台(如Pico Cell、Femto Cell等)也会使用。

另一是前端用户的数字信号运算量也在增加，特别是MIMO技术已经进入到末端用户产品上(如IEEE 802.11n标准)，同时2个、3个天线的收发将使数字信号的运算量增加，加上愈来愈多无线技术是使用OFDM调变，而OFDM的调变为高度平行化的运算，使用FPGA将可获得不错的效益。

虽然许多人看好FPGA取代DSP的后续发展，但是FPGA也并非全然无威胁，目前许多芯片业者正积极发展多核心处理器，例如Tilera公司的Tile64处理器拥有64个执行核心，一样可以提供大量平行的运算，而不需要使用FPGA或DSP。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关FPGA的内容，希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章，可以在网页顶部选择相应的频道哦。