fpga是什么意思 ASIC是什么意思

FPGA入門(mén)知識，什么是FPGA？

FPGA是英文Field Programmable Gate Array的縮寫(xiě)，即現場(chǎng)可編程門(mén)陣列，它是在PAL、GAL、EPLD等可編程器件的基礎上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專(zhuān)用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門(mén)電路數有限的缺點(diǎn)。

FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)新概念，內部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸出輸入模塊IOB（Input Output Block）和內部連線(xiàn)（Interconnect）三個(gè)部分。FPGA的基本特點(diǎn)主要有：

1）采用FPGA設計ASIC電路，用戶(hù)不需要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。

2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路的中試樣片。

3）FPGA內部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。

4）FPGA是ASIC電路中設計周期最短、開(kāi)發(fā)費用最低、風(fēng)險最小的器件之一。

5）FPGA采用高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容。

可以說(shuō)，FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。

目前FPGA的品種很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。

FPGA是由存放在片內RAM中的程序來(lái)設置其工作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對片內的RAM進(jìn)行編程。用戶(hù)可以根據不同的配置模式，采用不同的編程方式。

加電時(shí)，FPGA芯片將EPROM中數據讀入片內編程RAM中，配置完成后，FPGA進(jìn)入工作狀態(tài)。掉電后，FPGA恢復成白片，內部邏輯關(guān)系消失，因此，FPGA能夠反復使用。FPGA的編程無(wú)須專(zhuān)用的FPGA編程器，只須用通用的EPROM、PROM編程器即可。當需要修改FPGA功能時(shí)，只需換一片EPROM即可。這樣，同一片FPGA，不同的編程數據，可以產(chǎn)生不同的電路功能。因此，FPGA的使用非常靈活。

FPGA有多種配置模式：并行主模式為一片FPGA加一片EPROM的方式；主從模式可以支持一片PROM編程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM編程FPGA；外設模式可以將FPGA作為微處理器的外設，由微處理器對其編程。

以各種類(lèi)型的FPGA芯片加上實(shí)驗開(kāi)發(fā)需要的外圍通用電路，結合實(shí)驗程序，就形成FPGA開(kāi)發(fā)板，可以高效快速學(xué)習FPGA開(kāi)發(fā)。

ASIC(Application Specific Integrated Circuit)是專(zhuān)用集成電路。

目前，在集成電路界ASIC被認為是一種為專(zhuān)門(mén)目的而設計的集成電路。是指應特定用戶(hù)要求和特定電子系統的需要而設計、制造的集成電路。ASIC的特點(diǎn)是面向特定用戶(hù)的需求，ASIC在批量生產(chǎn)時(shí)與通用集成電路相比具有體積更小、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增強、成本降低等優(yōu)點(diǎn)。

ASIC分為全定制和半定制。全定制設計需要設計者完成所有電路的設計，因此需要大量人力物力，靈活性好但開(kāi)發(fā)效率低下。如果設計較為理想，全定制能夠比半定制的ASIC芯片運行速度更快。半定制使用庫里的標準邏輯單元(Standard Cell)，設計時(shí)可以從標準邏輯單元庫中選擇SSI(門(mén)電路)、MSI(如加法器、比較器等)、數據通路(如ALU、存儲器、總線(xiàn)等)、存儲器甚至系統級模塊(如乘法器、微控制器等)和IP核，這些邏輯單元已經(jīng)布局完畢，而且設計得較為可靠，設計者可以較方便地完成系統設計。

現代ASIC常包含整個(gè)32-bit處理器,類(lèi)似ROM、RAM、EEPROM、Flash的存儲單元和其他模塊. 這樣的ASIC常被稱(chēng)為SoC(片上系統)。

FPGA是ASIC的近親，一般通過(guò)原理圖、VHDL對數字系統建模，運用EDA軟件仿真、綜合，生成基于一些標準庫的網(wǎng)絡(luò )表，配置到芯片即可使用。它與ASIC的區別是用戶(hù)不需要介入芯片的布局布線(xiàn)和工藝問(wèn)題，而且可以隨時(shí)改變其邏輯功能，使用靈活。

FPGA（現場(chǎng)可編程門(mén)陣列）是專(zhuān)用集成電路（ASIC）中集成度最高的一種，用戶(hù)可對FPGA內部的邏輯模塊和I/O模塊重新配置，以實(shí)現用戶(hù)的邏輯，因而也被用于對CPU的模擬。用戶(hù)對FPGA的編程數據放在Flash芯片中，通過(guò)上電加載到FPGA中，對其進(jìn)行初始化。也可在線(xiàn)對其編程，實(shí)現系統在線(xiàn)重構，這一特性可以構建一個(gè)根據計算任務(wù)不同而實(shí)時(shí)定制的CPU，這是當今研究的熱門(mén)領(lǐng)域。