【 聲明：版權所有，歡迎轉載，請勿用于商業用途。 聯系信箱：feixiaoxing @163.com】

? ? ? ? 學習嵌入式的同學都知道，嵌入式一般分成這幾種chip，有51，有stm32 mcu，有soc，有dsp，有gpu，有npu，最后一種就是fpga。有的最后是單獨賣，有的需要一個上位機。前面幾種一般就是軟件編程為主，應用也比較廣，只有最后一種fpga，它的使用和前面幾種差異很大，聽說過的人多，用的人少。今天正好來聊一聊。

1、fpga的基礎是時鐘、復位和信號

? ? ? ? 如果是軟件開發，大部分都是c語言開發，少部分是c++開發。既然是軟件開發，那就是我們寫好軟件之后，由編譯器和鏈接器生成二進制代碼之后，送到flash里面，等著被cpu執行。不管這個cpu屬于51、arm、還是dsp，它都是一條一條去執行的。所以軟件執行的基礎是匯編指令。

? ? ? ? 但是fpga不同，它的基礎是一個、一個的數字信號。從顆粒度來說，它要比純軟件細很多。基本上每一個外設，每一個接口都需要去詳細設計，當然這個過程中也可以使用廠家提供的ip，或者是sample code。每一個fpga工程都有一個top module，這個top module中除了clk、rst，剩下來就是各種外設，包括gpio、sdram、lcd、camera、spi、iic等等。這里說的是，相比較純軟件的芯片，fpga本身更接近硬件一點。

2、fpga的并發問題

? ? ? ? 和軟件一條一條去執行不同，fpga天生就是并發的。當然，我們也可以說，多核cpu也可以并發執行。不過這種并發和fpga比起來，還是小巫見大巫。因為fpga，本身設計的時候，就是讓所有的register在一個clock下面，并發運行，這是它的基因決定的。

? ? ? ? 至于是不是所有的register，真的每一個時刻都要去變更，這個真不一定。首先，我們會切分成不同的module，每一個module都是獨立的狀態機。module里面，如果復雜程度比較高，還會繼續切分成子模塊。另外，對于每一個module而言，如果register之間相互依賴，那么即使是并發的fpga，也會變成順序執行的形式，這個時候就和mcu開發是一樣的了。

3、fpga的demo居然和mcu demo一致

? ? ? ? fpga具有天生的并發特性，不過大家在學習和開發買板子的時候，卻發現這樣一個事實。那就是fpga的demo例子居然和mcu是一樣的，也是從點燈、串口、定時器、spi、iic、ddr、屏幕這些開始，最后以一個小的工程收尾。這個時候大家就會很疑惑，既然fpga學的內容和mcu一致，而且fpga是并發思維，調試也不好調試，價格上也沒有優勢，為啥自己還要學習fpga？

4、價格問題

? ? ? ? fpga本身是很壟斷的行業，之前都是國外壟斷，尤其是xilinx、altera和lattice三家公司，基本占據了全部的市場。現在慢慢的國產fpga起來了，尤其是中低端領域，國產fpga也開始展露頭腳。不過和mcu相比較，fpga的整體價格還是偏貴，資源密集度也少。一般的mcu或者是soc板子，最便宜的十幾塊、二十幾塊就可以，fpga雖然說現在便宜一點了，最便宜的也要上百塊，更不要說動則上千、幾千的fpga了。

5、實際落地場景問題

? ? ? ? 從實際應用來看，fpga的應用還是在兩個領域比較多。一個是希望用fpga做多接口的電路。比如一個mcu、soc，它的某種接口，例如spi、iic都是數量有限的，但是fpga幾乎是全能的，做成什么接口都可以，數量沒有限制。還有一種就是算法加速，特別是那種高帶寬、低復雜度的算法。這種情況，特別適合cpu采樣、fpga做預處理、接著cpu完成算法的場景，很多cpu+fpga的soc就是這么做的，以前可能只有zynq，現在很多國產的fpga廠商也開始支持這種模式了。圖像就是fpga應用最合適的場景之一。

6、廠家的支持

? ? ? ? 大家使用fpga的時候，最好得到原廠的幫助，這樣會快很多。不光fpga可以用ide開發，做一些簡單的pll、fifo、ram、rom、乘法器、dma這些，還可以利用原廠的資源，獲取pcie軟核、mac軟核，以及數量不低的sample code，這些都可以改一改就可以用在自己的產品上的。我們學習的時候，是需要一行代碼一行代碼去寫，實際應用，最好還是建立在廠家的sample code基礎之上去開發、去應用。