∧第 491 期
fpga(field－programmable gate array)，即現場可程式設計門陣列，它是在pal、gal、cpld等可程式設計器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用積體電路(asic)領域中的一種半定製電路而出現的，既解決了定製電路的不足，又克服了原有可程式設計器件閘電路數有限的缺點。
▌fpga概述
fpga設計不是簡單的晶元研究，主要是利用 fpga 的模式進行其他行業產品的設計。 與 asic 不同，fpga在通訊行業的應用比較廣泛。通過對全球fpga產品市場以及相關**商的分析，結合當前我國的實際情況以及國內領先的fpga產品可以發現相關技術在未來的發展方向，對我國科技水平的全面提高具有非常重要的推動作用。
與傳統模式的晶元設計進行對比，fpga 晶元並非單純侷限於研究以及設計晶元，而是針對較多領域產品都能借助特定晶元模型予以優化設計。從晶元器件的角度講，fpga 本身構成 了半定製電路中的典型積體電路，其中含有數字管理模組、內嵌式單元、輸出單元以及輸入單元等。在此基礎上，關於fpga晶元有必要全面著眼於綜合性的晶元優化設計，通過改進當前的晶元設計來增設全新的晶元功能，據此實現了晶元整體構造的簡化與效能提公升。
▌fpga的結構
fpga採用了邏輯單元陣列 lca (logic cell array) 這樣乙個概念，內部包括可配置邏輯模組clb(configurable logic block)、輸入輸出模組iob(input output block)和內部連線(interconnect)三個部分。現場可程式設計門陣列(fpga)是可程式設計器件，與傳統邏輯電路和門陣列(如pal，gal及cpld器件)相比，fpga具有不同的結構。
fpga利用小型查詢表(16×1ram)來實現組合邏輯，每個查詢表連線到乙個d觸發器的輸入端，觸發器再來驅動其他邏輯電路或驅動i/o，由此構成了既可實現組合邏輯功能又可實現時序邏輯功能的基本邏輯單元模組，這些模組間利用金屬連線互相連線或連線到i/o模組。fpga的邏輯是通過向內部靜態儲存單元引導程式設計資料來實現的，儲存在儲存器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模組之間或模組與i/o間的聯接方式，並最終決定了fpga所能實現的功能，fpga允許無限次的程式設計。
▌fpga的相關優勢
1、採用fpga設計asic電路，使用者不需要投片生產，就能得到合用的晶元。
2、fpga可做其它全定製或半定製asic電路的中試樣片。
3、fpga內部有豐富的觸發器和i／o引腳。
4、fpga是asic電路中設計週期最短、開發費用最低、風險最小的器件之一。
5、fpga採用高速chmos工藝，功耗低，可以與cmos、ttl電平相容。
▌fpga的應用
fpga具有可程式設計的延遲數字單元，在通訊系統和各類電子裝置中有著比較廣泛的應用，比如同步通訊系統，時間數值化系統等，主要的設計方法包括數控延遲線法，儲存器法，計數器法等，其中儲存器法主要是利用 fpga的ram或者fifo實現的。
利用 fpga 對sd卡相關資料進行讀寫可以依據具體演算法的需求低fpga晶元開展程式設計，更加實際情況的變化實現讀寫操作的不斷更新。這種模式之下只需要利用原有的晶元便可以實現對sd卡的有效控制，明顯降低了系統的成本。
通常情況下，通訊行業綜合考慮成本以及運營等各方面的因素，在終端裝置數量比較多的位置，fpga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晶元，而且型號比較高階，可以處理複雜的物理協議，實現邏輯控制。同時，由於基站的邏輯鏈路層，物理層的協議部分需要定期更新，也比較適合採用fpga技術。目前，fpga主要在通訊行業的建設初期和中期應用，後期逐步被asic替代。
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