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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在數據采集領域的應用 由于自然界的信號大部分是模擬信號，因此一般的信號處理系統中都要包括數據的采集功能。通常的實現方法是利用A/D轉換器將模擬信號轉換為數字信號后，送給處理器，比如利用單片機（MCU）或者數字信號處理器（DSP）進行運算和處理。 對于低速的A/D和D/A轉換器，可以采用標準的SPI接口來與MCU或者DSP通信。但是，高速的A/D和D/A轉換芯片，比如視頻Decoder或者Encoder，不能與通用的MCU或者DSP直接接口。在這種場合下，FPGA可以完成數據采集的粘合邏輯功能。 2．FPGA在邏輯接口領域的應用 在實際的產品設計中，很多情況下需要與PC機進行數據通信。比如，將采集到的數據送給PC機處理，或者將處理后的結果傳給PC機進行顯示等。PC機與外部系統通信的接口比較豐富，如ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。 傳統的設計中往往需要專用的接口芯片，比如PCI接口芯片。如果需要的接口比較多，就需要較多的外圍芯片，體積、功耗都比較大。采用FPGA的方案后，接口邏輯都可以在FPGA內部來實現了，大大簡化了外圍電路的設計。 在現代電子產品設計中，存儲器得到了廣泛的應用，例如SDRAM、SRAM、Flash等。這些存儲器都有各自的特點和用途，合理地選擇儲存器類型可以實現產品的佳性價比。由于FPGA的功能可以完全自己設計，因此可以實現各種存儲接口的控制器。 3．FPGA在電平接口領域的應用 除了TTL、COMS接口電平之外，LVDS、HSTL、GTL/GTL+、SSTL等新的電平標準逐漸被很多電子產品采用。比如，液晶屏驅動接口一般都是LVDS接口，數字I/O一般是LVTTL電平，DDR SDRAM電平一般是HSTL的。 在這樣的混合電平環境里面，如果用傳統的電平轉換器件實現接口會導致電路復雜性提高。利用FPGA支持多電平共存的特性，可以大大簡化設計方案，降低設計風險。 二、高性能數字信號處理領域 無線通信、軟件無線電、高清影像編輯和處理等領域，對信號處理所需要的計算量提出了極高的要求。傳統的解決方案一般是采用多片DSP并聯構成多處理器系統來滿足需求。 但是多處理器系統帶來的主要問題是設計復雜度和系統功耗都大幅度提升，系統穩定性受到影響。FPGA支持并行計算，而且密度和性能都在不斷提高，已經可以在很多領域替代傳統的多DSP解決方案。 例如，實現高清視頻編碼算法H.264。采用TI公司1GHz主頻的DSP芯片需要4顆芯片，而采用Altera的StratixII EP2S130芯片只需要一顆就可以完成相同的任務。FPGA的實現流程和ASIC芯片的前端設計相似，有利于導入芯片的后端設計。 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》 熱點鏈接：
1、FPGA技術的發展歷史和動向 |