FPGA全称为Field programmable gate array,中文名为现场可编程门阵列,是一种采用可编程逻辑单元构成的数字电路。它具有可重构性、高速性、灵活性等特点。相对于ASIC(专用集成电路),FPGA可以快速进行特定模块的修改,同时具有更高的灵活度。
FPGA可以广泛运用于各种数字电路领域,其中应用最为广泛的领域包括:
① 音视频处理:FPGA在视频压缩、解压、图像处理、音视频信号处理等方面具有广泛应用,具有强大的处理能力和灵活的操作。
② 通信领域:FPGA可在通信网络、卫星通信、数字信号处理等领域扮演关键角色,具备高速、高性能的特点。同时,由于其高度集成的特点,可以实现网络多种功能模块的组合。
③ 车载电子领域:FPGA可用于车载平台、车用电子设备中,实现驾驶辅助、信息显示、车载网络等多种功能。
与其他数字电路技术相比,FPGA具有以下优势:
① 高度集成:FPGA内部有数十万个逻辑单元和存储体,可以实现非常复杂的电路功能,实现多个功能模块的组合;
② 灵活性:FPGA做为一种可编程器件,可以在运行时进行修改和调试;
③ 高效性:FPGA可在高负载可靠性要求的场合中运作,同时占用极小的物理空间和能源,具有节能的特点;
④ 方便性:FPGA具有与硬件相同的操作速度,同时可使用现有语言进行设计,具有高效性和方便性。
以下是FPGA技术的一些应用实例:
① Intel采用FPGA技术提高数据中心的速度和能耗效率;
② Xilinx的FPGA用于无人机、自动驾驶、激光雷达等领域;
③ Baidu在大数据分析、WebM安全加密解密、智能推荐等场景下,采用了FPGA技术提升系统性能。