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FPGA的定義
FPGA英文全稱為Field－Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門 電路數(shù)有限的缺點(diǎn)，是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。

FPGA的主要生產(chǎn)商
FPGA主要生產(chǎn)廠商Altera、Xilinx、Actel、Lattice、atmel，其中Altera作為世界老牌可編程邏輯器件的廠家，是可編程邏輯器件的發(fā)明者，開發(fā)軟件 MAX+PLUSII和QuartusII。Xilinx是FPGA的發(fā)明者，擁有世界一半以上的市場(chǎng)，提供90%的高端65nmFPGA產(chǎn)品，開發(fā)軟件為ISE。Actel主要提供非易失性FPGA，產(chǎn)品主要基于反熔絲工藝和FLASH工藝，其產(chǎn)品主要用于軍用和宇航。

FPGA的基本特點(diǎn)
FPGA是由存放在片內(nèi)RAM中的程序來(lái)設(shè)置其工作狀態(tài)的，因此，工作時(shí)需要對(duì)片內(nèi)的RAM進(jìn)行編程。用戶可以根據(jù)不同的配置模式，采用不同的編程方式。

1）采用FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路(專用集成電路)，用戶不需要投片生產(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(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I/O引腳。

4）FPGA是ASIC電路中設(shè)計(jì)周期最短、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。

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

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

FPGA的工作原理
FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)概念，內(nèi)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(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是可編程器件。與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)，F(xiàn)PGA利用小型查找表（16×1RAM）來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O，由此構(gòu)成了即可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式,并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能, FPGA允許無(wú)限次的編程。

FPGA的注意五大事項(xiàng)

1.基礎(chǔ)問(wèn)題
FPGA的基礎(chǔ)就是數(shù)字電路和HDL語(yǔ)言，想學(xué)好FPGA的人，建議床頭都有一本數(shù)字電路的書，不管是哪個(gè)版本的，這個(gè)是基礎(chǔ)，多了解也有助于形成硬件設(shè)計(jì)的思想。 在語(yǔ)言方面，建議初學(xué)者學(xué)習(xí)Verilog語(yǔ)言，VHDL語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)范嚴(yán)格，調(diào)試起來(lái)很慢，Verilog語(yǔ)言容易上手，而且，一般大型企業(yè)都是用 Verilog語(yǔ)言。

2.EDA工具問(wèn)題
熟悉幾個(gè)常用的就可以的，開發(fā)環(huán)境QuartusII ，或ISE 就可以了，這兩個(gè)基本是相通的，會(huì)了哪一個(gè)，另外的那個(gè)也就很Easy了。功能仿真建議使用Modelsim ，如果你是做芯片的，就可以學(xué)學(xué)別的仿真工具，做FPGA的，Modelsim就足夠了。綜合工具一般用Synplify，初學(xué)先不用太關(guān)心這個(gè)，用 Quartus綜合就OK了。

3.硬件設(shè)計(jì)思想問(wèn)題
對(duì)于初學(xué)者，特別是從軟件轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的，設(shè)計(jì)的程序既費(fèi)資源又速度慢，而且很有可能綜合不了，這就要求我們熟悉一些固定模塊的寫法，可綜合的模塊很多書上都有，語(yǔ)言介紹上都有，不要想當(dāng)然的用軟件的思想去寫硬件。

4.學(xué)習(xí)習(xí)慣問(wèn)題
FPGA學(xué)習(xí)要多練習(xí)，多仿真，signaltapII是很好的工具，可以看到每個(gè)信號(hào)的真實(shí)值，建議初學(xué)者一定要自己多動(dòng)手，光看書是沒用的。 關(guān)于英文文檔問(wèn)題，如果要學(xué)會(huì)Quartus II的所有功能，只要看它的handbook就可以了，很詳細(xì)，對(duì)于IT行業(yè)的人，大部分知識(shí)來(lái)源都是英文文檔，一定要耐心看，會(huì)從中收獲很多的。

5.算法問(wèn)題
做FPGA的工程師，最后一般都是專攻算法了，這些基礎(chǔ)知識(shí)都是順手捏來(lái)的，如果你沒有做好搞理論的準(zhǔn)備，學(xué)FPGA始終只能停留在初級(jí)階段上。 對(duì)于初學(xué)者，數(shù)字信號(hào)處理是基礎(chǔ)，應(yīng)該好好理解，往更深的方向，不用什么都學(xué)，根據(jù)你以后從事的方向，比如說(shuō)通信、圖像處理，雷達(dá)、聲納、導(dǎo)航定位等。