FPGA是什么？
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现场可编程门阵列是一种集成电路（IC），可以开发定制逻辑，用于快速原型设计和最终系统设计。FPGA与其他定制或半定制的集成电路不同，其自身的灵活性使其可以通过下载软件进行编程和重新编程，适应所设计的大型系统不断变化的需求。FPGA非常适合当今各类快速发展的应用，如网络边缘计算、人工智能（AI）、系统安全、5G、工厂自动化和机器人技术。
为什么使用FPGA而不是其他类型的集成电路？
FPGA的主要优势在于其可编程架构，它允许设计人员对器件进行快速编程（和重新编程），以执行几乎任何功能。通过使用可下载的软件更新，即使在FPGA集成到应用中后，也可以实现这种可重新编程性（因此，“现场可编程门阵列”中的“现场可编程”由此得名）。这种固有的灵活性还有助于加快基于FPGA设计的上市，因为FPGA的功能可以与整体系统设计同步开发或更改。
FPGA的另一个优点是其并行处理能力。通过其架构中的海量的门，FPGA能够以并行方式处理数据，即同时执行操作，而不是按顺序执行。这种处理方式更适合高性能计算应用（如人工智能），以更低的时钟速度、更低的功耗提供更高的性能。
其他类型的集成电路，如微控制器（MCU）、微处理器（MPU）、专用集成电路（ASIC）和专用标准产品（ASSP），在部署时具有固定功能，采用串行方式（即一个接一个）运行。缺乏可编程性会缩短系统部署后的使用寿命。串行处理会导致功耗增加，因为集成电路需要使用更高速的时钟才能跟上处理工作量。这对于需要更高计算性能的应用（如网络边缘人工智能，也需要支持低功耗运行）来说是个问题。
如何对FPGA进行编程或配置？
FPGA需要进行配置，这样器件的逻辑电路和互连线资源才能知道它们在实现特定应用时应发挥什么作用。开发人员使用专用软件（一般由FPGA供应商提供），通过图形设计捕获（一般用于较小的FPGA）或硬件描述语言（HDL）设计FPGA中要实现的逻辑。
然后，软件通过综合来“编译”设计，之后根据最适合目标FPGA对逻辑布局布线，然后软件创建一个位流，用于配置（或编程）FPGA。位流下载到FPGA后，器件就可以执行自定义的任务。
FPGA用在何处？
简而言之，无处不在。FPGA被广泛应用于不断增长的通信、计算、工业、汽车和消费市场，包括人工智能和机器学习（ML）推理、数据协同处理、嵌入式视觉和安全系统控制等等。
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