FPGA是否可取代DSP?你了解如何配置FPGA吗?

FPGA 器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵。为了增进对FPGA的认识，本文将对FPGA的应用，以及FPGA的配置方式予以介绍。如果你对FPGA，或者是对本文内容具有兴趣，不妨和小编一起来继续认真往下阅读哦。

一、FPGA应用

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。

二、FPGA配置方式

根据FPGA配置过程控制者的不同，我们将配置方式主要分为三类：

FPGA控制配置过程第一种最常见的模式是，从片外FLASH中加载配置所需的比特流，FPGA内部产生时钟，整个过程有FPGA自主控制。FPGA 上电以后，将配置数据从FLASH中，读入到SRAM中，实现内部结构映射。

优点：不需要借助其他模块或者终端，自己控制整个过程。

缺点：一般只能从FLASH(掉电不会丢失数据)或者其他片外非易失性存储器中，加载配置，配置方式有限。

处理器控制器控制配置过程第二种模式是，通过借助处理器、控制器或者其他终端，完成配置过程。FPGA 作为从设备，微处理器或者控制电路提供配置所需的时序，实现配置数据的下载。

优点：配置方式灵活。可以将配置数据放置在FLASH、硬盘灯存储介质中，通过其他终端完成整个配置过程。

缺点：需要借助其他终端设备。

通过JTAG配置第三种模式，通过JTAG完成配置。一般情况下，是通过JTAG进行调试，将比特流文件下载到FGPA中。需要注意的是，这种模式下，如果出现断电，则配置失效。

此外有的FPGA还可以通过网络进行配置，在实际工作中，接触较少，所以不再赘述。

单片FPGA和多片FPGA的配置过程类似，但还是有些不同，下面我们分开来描述一下，在FPGA控制配置过程这种模式下面，两者的异同。

单片FPGA配置FPGA 的CCLK 管脚，提供工作时钟给PROM ，PROM 在CCLK 的上升沿，将数据从D0 管脚送到FPGA 的DIN 管脚，这种方式是最简单也是最常用的一种配置方式。在这种方式下，有两点非常重要：

电源适配性。从上面描述可以看出，整个过程需要FPGA和PROM之间进行通信，所以两者的接口电平必须一致，即FPGA管脚电压和PROM的输入电压相等。JTAG链的完整性。保证JTAG 连接器、FPGA、PROM 的TMS、TCK 连在一起，保证从JTAG 连接器TDI 到其TDO 之间闭合回路。多片FPGA配置配置过程单片和多片过程相似，但是多片FPGA 配置时，需要区分主设备从设备，且需要选择不同的配置模式。

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。