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FPGA與嵌入式一點見解

FPGA:即現場可程式設計門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可程式設計器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用積體電路(ASIC)領域中的一種半定製電路而出現的,既解決了定製電路的不足,又克服了原有可程式設計器件閘電路數有限的缺點。

嵌入式系統(Embedded system),是一種“完全嵌入受控器件內部,為特定應用而設計的專用計算機系統”,根據英國電器工程師協會(U.K. Institution of Electrical Engineer)的定義,嵌入式系統為控制、監視或輔助裝置、機器或用於工廠運作的裝置。

下面以微控制器為例介紹。

所以這兩個概念不是同一層次的。前一概念是指硬體實現,後者則是系統層面的東西了。

微控制器(比如很火的stm32或者ARM)的硬體架構已經決定了,使用者通過編寫指令控制微控制器順序執行任務。

FPGA可以看做許多邏輯閘,使用者通過HDL將邏輯閘組織成電路。所以從應用層次上來說,FPGA更接近硬體。比如,要算一個4位加法,如果用微控制器,最多就一個ADD指令,具體怎麼實現你是管不了的;那麼在FPGA上你可以採用不同的電路來實現(並行OR序列),執行效率和資源佔用都可以精確到門級。

FPGA也可以作為嵌入式系統的計算核心。既然FPGA比微控制器更接近硬體,那麼FPGA可以模擬出一個微控制器應該也不會感到奇怪吧?這就是所謂的“軟核”。

所以微控制器能做的FPGA也能做,FPGA能做的微控制器不一定能做。

做FPGA構造的是硬體,單品機寫的是軟體。

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作者:杭州卿萃科技ALIFPGA

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