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FPGA的典型應用領域 |
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本文關鍵字：fpga應用，fpga應用領域， fpga培訓，FPGA應用開發入門與典型實例 一、數據采集和接口邏輯領域 1．FPGA在數據采集(ji)領域的應用 由于自然界的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)大部分是模(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)，因此一般的(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)(chu)(chu)理系(xi)統中都要包括數(shu)據的(de)(de)(de)采集功能。通常的(de)(de)(de)實現方法是利用(yong)A/D轉換器將(jiang)模(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)轉換為數(shu)字(zi)(zi)信(xin)號(hao)(hao)后，送給處(chu)(chu)(chu)理器，比如利用(yong)單片(pian)機（MCU）或(huo)者數(shu)字(zi)(zi)信(xin)號(hao)(hao)處(chu)(chu)(chu)理器（DSP）進(jin)行(xing)運算和處(chu)(chu)(chu)理。 對于低速(su)(su)的(de)A/D和(he)D/A轉(zhuan)換(huan)器，可以(yi)采(cai)用標準的(de)SPI接(jie)口來與MCU或者DSP通(tong)信。但是(shi)，高(gao)速(su)(su)的(de)A/D和(he)D/A轉(zhuan)換(huan)芯片，比(bi)如(ru)視頻Decoder或者Encoder，不能與通(tong)用的(de)MCU或者DSP直(zhi)接(jie)接(jie)口。在這(zhe)種場合下，FPGA可以(yi)完成數據采(cai)集的(de)粘合邏輯功能。 2．FPGA在邏(luo)輯接口領域的應用 在實際的產品(pin)設計中，很多(duo)情況(kuang)下需要與PC機進行數據(ju)通(tong)信。比如(ru)，將采集到的數據(ju)送給PC機處(chu)理(li)，或(huo)者將處(chu)理(li)后(hou)的結(jie)果傳給PC機進行顯示(shi)等。PC機與外部系統通(tong)信的接口比較豐富，如(ru)ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。 傳統的設計中往(wang)往(wang)需要專用的接(jie)口(kou)芯片(pian)，比(bi)如PCI接(jie)口(kou)芯片(pian)。如果需要的接(jie)口(kou)比(bi)較(jiao)多(duo)(duo)，就需要較(jiao)多(duo)(duo)的外(wai)圍芯片(pian)，體積、功耗(hao)都比(bi)較(jiao)大。采用FPGA的方(fang)案(an)后，接(jie)口(kou)邏輯都可(ke)以在FPGA內部(bu)來實(shi)現了，大大簡化(hua)了外(wai)圍電路的設計。 在現代電(dian)子(zi)產(chan)品設(she)計中，存(cun)儲(chu)器得到(dao)了廣泛(fan)的(de)應用(yong)，例如SDRAM、SRAM、Flash等。這(zhe)些(xie)存(cun)儲(chu)器都有各自(zi)(zi)的(de)特點和用(yong)途，合理(li)地選擇儲(chu)存(cun)器類型可(ke)以(yi)實現產(chan)品的(de)佳性價比。由于FPGA的(de)功(gong)能可(ke)以(yi)完全自(zi)(zi)己(ji)設(she)計，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)實現各種(zhong)存(cun)儲(chu)接口的(de)控制器。 3．FPGA在電平接口領域(yu)的應(ying)用 除(chu)了TTL、COMS接口(kou)電平(ping)之(zhi)外，LVDS、HSTL、GTL/GTL+、SSTL等新的(de)電平(ping)標(biao)準(zhun)逐漸被很多電子產品采用(yong)。比如，液晶(jing)屏驅動接口(kou)一般都是LVDS接口(kou)，數字(zi)I/O一般是LVTTL電平(ping)，DDR SDRAM電平(ping)一般是HSTL的(de)。 在這樣的混合(he)電平(ping)環(huan)境里面(mian)，如果用傳統的電平(ping)轉換器件實現接(jie)口會導致(zhi)電路復(fu)雜性提高。利用FPGA支(zhi)持多電平(ping)共存的特性，可(ke)以大(da)大(da)簡化設計方案，降低(di)設計風(feng)險。 二、高性能數字信號處理領域 無(wu)線(xian)通信、軟件(jian)無(wu)線(xian)電、高清影像編輯和處理等領(ling)域，對信號處理所需(xu)要(yao)的計算量提出了極高的要(yao)求。傳統的解(jie)決方案一般是采用多片(pian)DSP并(bing)聯構成多處理器系統來滿足需(xu)求。 但(dan)是(shi)多(duo)(duo)處理(li)器(qi)系統帶(dai)來(lai)的主要問題(ti)是(shi)設計復雜度和系統功耗都大幅度提(ti)升，系統穩定(ding)性(xing)受到影響。FPGA支持并(bing)行計算，而且密度和性(xing)能(neng)都在(zai)不斷(duan)提(ti)高，已經可以在(zai)很多(duo)(duo)領(ling)域替代傳統的多(duo)(duo)DSP解(jie)決方案。 例如，實現高(gao)清(qing)視頻編碼算法(fa)H.264。采用(yong)TI公司1GHz主頻的(de)(de)DSP芯(xin)片(pian)需要(yao)4顆芯(xin)片(pian)，而采用(yong)Altera的(de)(de)StratixII EP2S130芯(xin)片(pian)只需要(yao)一(yi)顆就可以完成相同的(de)(de)任務。FPGA的(de)(de)實現流(liu)程和ASIC芯(xin)片(pian)的(de)(de)前端(duan)設(she)(she)計(ji)相似，有(you)利于導入芯(xin)片(pian)的(de)(de)后端(duan)設(she)(she)計(ji)。 三、其他應用領域 除了上面一些應用領域外，FPGA在其他領域同樣具有廣泛的應用。 本文選自華清遠見FPGA培訓教材《FPGA應用開發入門與典型實例》 熱點(dian)鏈接：
1、FPGA技術的發展歷史和動向 |