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2023-04-09
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更新時間：2023-04-03 00:03:16作者：佚名
品牌型號：HUAWEI MateBook 14
系統(tǒng)：Windows11
FPGA（Field Programmable Gate Array）是在PAL （可編程陣列邏輯）、GAL（通用陣列邏輯）等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。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。
1、行業(yè)應(yīng)用。
視頻分割系統(tǒng)。
隨著技術(shù)水平的進步， 視頻分割技術(shù)逐步成熟，滿足了人們對于清晰視頻圖像的基本需求、 FPGA 芯片硬件結(jié)構(gòu)比較特殊，可以利用事先編輯的邏輯結(jié)構(gòu)文件調(diào)整內(nèi)部結(jié)構(gòu)，利用約束的文件來調(diào)整不同邏輯單元的連接和位置，妥善處理好數(shù)據(jù)線路徑，其自身具有的靈活性和適應(yīng)性方便用戶的開發(fā)和應(yīng)用。在處理視頻信號時，F(xiàn)PGA芯片可以充分利用自身的速度和結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，實現(xiàn)乒乓技術(shù)和流水線技術(shù)。在對外連接的過程中，芯片采用數(shù)據(jù)并行連接的方式，使圖像信息的位寬拓寬，利用內(nèi)部的邏輯功能提高圖像處理的速度。通過高速緩存結(jié)構(gòu)以及時鐘管理實現(xiàn)對圖像處理以及其他設(shè)備的控制。在整體的設(shè)計結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)PGA芯片處于核心位置，復(fù)雜數(shù)據(jù)的插值處理以及提取和存儲，還起到總體控制的作用，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。另外，視頻信息處理與其他數(shù)據(jù)處理不同，需要芯片具有特殊的邏輯單元以及RAM或者FIFO單元，保證提高足夠的數(shù)據(jù)傳輸速度。
數(shù)據(jù)延遲器和存儲設(shè)計。
FPGA具有可編程的延遲數(shù)字單元，在通信系統(tǒng)和各類電子設(shè)備中有著比較廣泛的應(yīng)用，比如同步通信系統(tǒng)，時間數(shù)值化系統(tǒng)等，主要的設(shè)計方法包括數(shù)控延遲線法，存儲器法，計數(shù)器法等，其中存儲器法主要是利用 FPGA的RAM或者FIFO實現(xiàn)的。
利用 FPGA 對SD卡相關(guān)數(shù)據(jù)進行讀寫可以依據(jù)具體算法的需求低FPGA芯片開展編程，更加實際情況的變化實現(xiàn)讀寫操作的不斷更新。這種模式之下只需要利用原有的芯片便可以實現(xiàn)對SD卡的有效控制，明顯降低了系統(tǒng)的成本。
2、通信行業(yè)。
通常情況下，通信行業(yè)綜合考慮成本以及運營等各方面的因素，在終端設(shè)備數(shù)量比較多的位置，F(xiàn)PGA的用量比較大，基站最適合使用FPGA，基站幾乎每一塊板子都需要使用FPGA芯片，而且型號比較高端，可以處理復(fù)雜的物理協(xié)議，實現(xiàn)邏輯控制。同時，由于基站的邏輯鏈路層，物理層的協(xié)議部分需要定期更新，也比較適合采用FPGA技術(shù)。目前，F(xiàn)PGA主要在通信行業(yè)的建設(shè)初期和中期應(yīng)用，后期逐步被ASIC替代。
3、其它應(yīng)用。
FPGA在安防，工業(yè)等領(lǐng)域也有著比較廣泛的應(yīng)用，比如安防領(lǐng)域的視頻編碼解碼等協(xié)議在前端數(shù)據(jù)采集和邏輯控制的過程中可以利用FPGA處理。工業(yè)領(lǐng)域主要采用規(guī)模較小的FPGA，滿足靈活性的需求。另外，由于FPGA具有比較高的可靠性，因此在軍工以及航天領(lǐng)域也有比較廣泛的應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷完善，相關(guān)工藝將會完成升級改造， 在諸多新型行業(yè)比如大數(shù)據(jù)等，F(xiàn)PGA將會有更為廣泛的應(yīng)用前景。伴隨5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)， 初期會大量應(yīng)用FPGA，人工智能等新型的領(lǐng)域也會更多的用到FPGA。