FPGA芯片设计&优缺点

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FPGA芯片设计&优缺点
相比于其他种类的芯片设计，关于 FPGA芯片通常需要设置较高门槛并且拟定严格性较强的基本设计流程。具体在设计时，应当紧密结合 FPGA 的有关原理图，据此实现了规模较大的专门芯片设计。通过运用Matlab以及C语言的特殊设计算法，应当可以实现全方位的顺利转化，从而确保其符合当前的主流芯片设计思路。在此前提下，如果选择了上述设计思路那么通常需要着眼于有序整合各类元器件以及相应的设计语言，据此保证了可用性与可读性较强的芯片程序设计。运用 FPGA可以实现板机调试、代码仿真与其他有关的设计操作，确保当前的代码编写方式以及设计方案都能符合特定的设计需求。除此以外，关于设计算法应当将合理性置于首要性的位置，据此实现了优化的项目设计效果，并且优化了芯片运行的实效性。因此作为设计人员来讲，首先就是要构建特定的算法模块，以此来完成与之有关的芯片代码设计。这是由于预先设计代码有助保证算法可靠性，对于整体上的芯片设计效果也能予以显著优化。在全面完成板机调试以及仿真测试的前提下，应当可以在根源上缩短设计整个芯片消耗的周期，同时也致力于优化当前现存的硬件整体结构。例如在涉及到开发非标准的某些硬件接口时，通常都会用到上述的新产品设计模式。[sup][3][/sup]
FPGA设计的主要难点是熟悉硬件系统以及内部资源，保证设计的语言能够实现元器件之间的有效配合，提高程序的可读性以及利用率。这也对设计人员提出了比较高的要求，需要经过多个项目的经验积累才可以达到相关的要求。[sup] [3][/sup]  
在算法设计时需要重点考虑合理性，保证项目最终完成的效果，依据项目的实际情况提出解决问题的方案，提高FPGA的运行效率。确定算法后应当合理构建模块，方便后期进行代码设计。在代码设计时可以利用预先设计好的代码，提高工作效率，增强可靠性。编写测试平台，进行代码的仿真测试和班级调试，完成整个设计过程。FPGA同ASIC不同，开发的周期比较短，可以结合设计要求改变硬件的结构，在通信协议不成熟的情况下可以帮助企业迅速推出新产品，满足非标准接口开发的需求。[sup] [3][/sup]  
优点
FPGA的优点如下：[sup][5][/sup]
(1)FPGA由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路。[sup] [5][/sup]  
(2)FPGA可通过使用框图或者Verilog HDL来设计，从简单的门电路到FIR或者FFT电路。[sup] [5][/sup]  
(3)FPGA可无限地重新编程，加载一个新的设计方案只需几百毫秒，利用重配置可以减少硬件的开销。[sup] [5][/sup]  
(4)FPGA的工作频率由FPGA芯片以及设计决定，可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求（当然，工作频率也不是无限制的可以提高，而是受当前的IC工艺等因素制约）。[sup] [5][/sup]  
缺点
FPGA的缺点如下：[sup] [5][/sup]  
(1)FPGA的所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作。[sup] [5][/sup]  
(2)FPGA只能实现定点运算。[sup][5][/sup]  总结：FPGA依靠硬件来实现所有的功能，速度上可以和专用芯片相比，但设计的灵活度与通用处理器相比有很大的差距。[sub][/sub][sup][/sup][strike][/strike]

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