fpga的优点与缺点

Posted 2023-05-08

FPGA的优点如下：
(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。
(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。
(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。
(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）。

FPGA的缺点如下：
(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。
(2) FPGA只能实现定点运算。
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。 参考技术A 大部分低级I / O端口通过FPGA进行控制和连接，这就降低了CPU等待低级别I/O端口的时间，同时也允许数据在传递到HPS之前进行相应的处理或调整。

这是一种多么完美的设计，Cyclone V FPGA的接口可扩展，而且能够实现加速器的功能，这种设计架构提高了HPS层的处理能力。在这种情况下，正如图2所示，HDMI接口是非HPS本地接口，因此用作HDMI的MCU资源并不多。
HDMI的输出在FPGA上运行，这降低CPU负载并添加了非本地接口；
存在一个OpenCV加速示例，这是为了体现两种类型处理器结合的优势；
Terasic已经实现了基本的通信功能范例，并且有一个预定义的引脚映射列表，该列表定义了电压和电流限制。

总的来说，我很喜欢FPGA，并且对它的扩展和加速功能十分感兴趣。不过，我也想知道他们到底有哪些局限性。他们能运行到高的频率？他们可以支持哪些协议？他们会消耗多少LE？总的来说，IDE比我用过的其他软件更简单，并且包含了令人惊叹的文档。硬件似乎非常强大，现在我正在设计一个项目，这个项目能够测试板上的硬件限制。 参考技术B FPGA优点：
设计周期短，灵活。
适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。
FPGA缺点：
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。
FPGA只能实现定点运算。 参考技术C FPGA最大的优点是管脚多，逻辑资源多，能满足多种场合的应用，对数据采集和简单处理时比较合适。
通用处理器，通用呗，指令什么的处理比较快，用开发比较快，应用广泛，可选较多。
FPGA价钱偏高一些。 参考技术D 优点：并行操作，速度快；可擦除
缺点：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；FPGA只能实现定点运算。

FPGA中如何实现除法？

摘自:《xilinx FPGA 开发实用教程》

1）被除数重复的减去除数，直到检测到余数小于除数为止,优点：对于除数与被除数相差较小的情况下合适

2）通过如下图片方式实现+状态机。优点：挺好的自己用硬件实现的方法

3）通过FPGA自带的DSP实现，即直接使用"/"，优点：速度快

4）用FPGA自带的IP核