现场可编程门阵列（FPGA）技能不断出现增加势头，估计到2013年1全球FPGA商场将增加至35亿美元。 1984年Xilinx刚刚创造出FPGA时，它仍是简略的胶合逻辑芯片，而现在在信号处理和操控运用中，它现已替代了自定制专用集成电路（ASIC）和处理器。 这项技能的成功之处到底在哪里？ 本文将首要介绍FPGA，并侧重描绘FPGA的共同优势。
1. 什么是FPGA？
在最高层面上，FPGA是可从头编程的硅芯片。 运用预建的逻辑块和可从头编程布线资源，用户无需再运用电路实验板或烙铁,就能装备这些芯片来完结自定义硬件功用。 用户在软件中开发数字核算使命，并将它们编译成装备文件或比特流，其间包括元器件彼此衔接的信息。此外，FPGA可彻底可重装备，当用户在从头编译不同的电路装备时，可以当即出现全新的特性。 曩昔，只要熟知数字硬件规划的工程师懂得运用FPGA技能。 但是，高层次规划东西的鼓起正在改动FPGA编程的方法，其间的新式技能可以将图形化程序框图、乃至是C代码转换成数字硬件电路。
各行各业纷繁选用FPGA芯片是源于FPGA交融了ASIC和根据处理器的体系的最大优势。 FPGA可以供给硬件守时的速度和稳定性,且无需相似自定制ASIC规划的巨额前期费用的大规模投入。 可从头编程的硅芯片的灵活性与在根据处理器的体系上运转的软件适当，但它并不受可用处理器内核数量的约束。与处理器不同的是，FPGA归于真实的并行实施，因而不同的处理操作无需竞赛相同的资源。 每个独立的处理使命都配有专用的芯片部分，能在不受其它逻辑块的影响下自主运作。因而，增加更多处理使命时，其它运用功用也不会受到影响。
2. FPGA技能的五大优势
功用
上市时刻
本钱
稳定性
长时刻保护
功用-运用硬件并行的优势，FPGA打破了次序履行的形式，在每个时钟周期内完结更多的处理使命，逾越了数字信号处理器（DSP）的运算才能。 闻名的剖析与基准测验公司BDTI，发布基准标明在某些运用方面，FPGA每美元的处理才能是DSP解决方案的多倍。2在硬件层面操控输入和输出（I/ O）为满意运用需求供给了更快速的呼应时刻和专业化的功用。
上市时刻—虽然上市的约束条件越来越多，FPGA技能仍供给了灵活性和快速原型的才能。 用户可以测验一个主意或概念，并在硬件中完结验证，而无需通过自定制ASIC规划绵长的制作进程。3由此用户就可在数小时内完结逐渐的修正并进行FPGA规划迭代，省去了几周的时刻。 商用现成（COTS）硬件可供给衔接至用户可编程FPGA芯片的不同类型的I/O。 高层次的软件东西的日益遍及降低了学习曲线与笼统层，并常常供给有用的IP核（预置功用）来完结高档操控与信号处理。
本钱— 自定制ASIC规划的非常常性工程（NRE）费用远远超越根据FPGA的硬件解决方案所发生的费用。 ASIC规划初期的巨大出资标明晰原始设备制作商每年需求运送数千种芯片，但更多的最终用户需求的是自定义硬件功用，然后完结数十至数百种体系的开发。可编程芯片的特性意味着用户可以节约制作本钱以及绵长的交货拼装时刻。 体系的需求不时都会发生改动，但改动FPGA规划所发生的本钱相对ASCI的巨额费用来说是微乎其微的。
稳定性—软件东西供给了编程环境，FPGA电路是真实的编程“硬”履行进程。 根据处理器的体系往往包括了多个笼统层，可在多个进程之间计划使命、共享资源。 驱动层操控着硬件资源，而操作体系管理内存和处理器的带宽。关于任何给定的处理器内核，一次只能履行一个指令，且根据处理器的体系时刻面临着严厉限时的使命彼此取占的危险。 而FPGA不运用操作体系，具有真实的并行履行和专心于每一项使命确实定性硬件，可削减稳定性方面出现问题的或许。
长时刻保护—正如上文所说到的， FPGA芯片是现场可晋级的，无需从头规划ASIC所触及的时刻与费用投入。 举例来说，数字通信协议包括了可随时刻改动的标准，而根据ASIC的接口或许会形成保护和向前兼容方面的困难。可从头装备的FPGA芯片可以习惯未来需求作出的修正。 跟着产品或体系老练起来，用户无需花费时刻从头规划硬件或修正电路板布局就能增强功用。
3. 总结
较高档别的东西不断改进，为各个专业水平的工程师和科学家带来可从头编程的硅芯片，FPGA技能的选用也越来越为广泛。
