不少人可能还不了解FPGA是啥，我今天就来介绍一下啥是FPGA

FPGA到底是啥，看这篇就够了

2025年04月17日 芯板坊

最近我收到了一个FPGA套件

也是第一次拿到FPGA的开发板，还是挺兴奋的

不少人可能还不了解FPGA是啥，我今天就来介绍一下啥是FPGA

FPGA

（Field-Programmable Gate Array）

现场可编程门阵列

现场可编程还比较好理解，这是告诉你它的 灵活性非常高 ，在现场就能进行编程调试。

而门阵列，门这个字，让人很迷惑啊，其实门阵列你可以理解为 逻辑单元

，逻辑单元主要有查找表（LUT）以及一些辅助电路组成，这个查找表可以实现各种逻辑功能。

就比如我拿到的这个矽速的Tang Nano 20K的20K就代表着他有 2万个左右的逻辑单元 。逻辑单元决定了你能设计芯片的 性能和规模

，可以说是 FPGA最重要的参数 。这个逻辑单元你也可以理解为，我们搭建电路的积木， 积木越多，能够搭建的成品就越大 。

FPGA可以说是相对于

ASIC

（Application Specific Integrated Circuit）

专用集成电路

来说的，我们常见的SoC，CPU芯片其实都是ASIC，内部的物理结构，出厂就已经定下来了，我们只能在软件上做一些修改设计，但是我们

无法影响到它的电路 。

而FPGA就可以 通过逻辑单元的排列组合去用软件设计硬件 ，是一种 半定制芯片

。理论上来说，我们可以做到，FPGA既可以是x86架构，也可以是ARM架构，完全可以通过调整电路来实现，甚至是今天是CPU，明天就是GPU。

我这次拿到的 Sipeed Tang Nano 20K 就可以是Cortex-M3架构，也可以是RISC-V架构。

这是FPGA最大的特点， 可以改变芯片的逻辑和内部结构 ，里面有多少乘法器，加法器，位置在哪，都可以通过编程改变。

而FPGA编程也和我们的C/C++之类的高级语言不同，主要用的是 硬件描述语言 （Hardware Description Language，

HDL），比如Verilog。

目前FPGA的前景非常好，在通讯，数据处理，人工智能，工业，军工领域中都有广泛的应用。

各大公司也都在这上面发力，之前AMD就收购了 赛灵思 这个超级巨头，赛灵思是FPGA的发明者，也是目前FPGA排名第一的老大哥。

而Intel也也收购了和赛灵思齐名的 Altera

现在被改名叫做Intel FPGA。

这俩科技巨头，都在FPGA上花了大价钱 ，来补这方面的课，你就知道FPGA的重要性了。

国内比较常见的品牌，一个是高云半导体

我手里的这个开发板用的芯片就是高云的晨熙系列。

还有安路科技

紫光同创

复旦微电子

之类的。但目前还主要用在中低端产品，高端基本上被AMD和Intel垄断了。

FPGA因为半定制的特性，有不少优点，比如在一些专业领域中，可以更有针对性， 运行效率可以非常高 ，延迟也非常低。非常擅长处理大量数据。这点

类似于显卡硬件解码，编码视频 。

而它的可定制这点，在全新领域的设计，实验，测试阶段会相当有用。 可以在特定领域比较小批量的使用。 成本不会太高。

从项目生命周期上来看，FPGA可以从一个比较小的项目慢慢去优化项目，实际上，从整个生命周期上来说更合理，潜力也更大。可以让我们的项目生命周期更长，更新迭代更方便。最重要的是可以进行

硬件级的Debug ，

而且如果设计上有啥缺陷，也是可以去 修改 ， 甚至推倒从来 ，这是FPGA最厉害的一点了。

不像很多芯片只有量够大，才便宜。生产出来，上限就已经定死了。

但是 灵活性高，相应的缺点就是成本高，上手门槛高 。

就比如我手里的矽速Tang Nano 20K，单开发板就得192

游戏机套餐要273

当然了，也有便宜的型号，比如Tang Nano里还有1K，4K ，9K这三个型号。

最便宜的1K售价42

4k售价79

9K售价89

这样看起来，9K反而是性价比最高的那个。

而Intel，AMD的FPGA开发板得1000多

2、 3千甚至更贵

总体来看，FPGA目前依然没法像树莓派，Arduino这些开发板一样，做到人手一块。

不仅仅是开发板成本，还有上手难度的问题，没有经过系统性的学习还是很难搞清楚，这个是咋玩的。

这个更适合想要了解各种CPU核心是怎样工作的，怎样设计的，是从硬件内部出发的开发板。

比如你想要自己做一个RISC-V核心。或者有比较特殊的用途，应用领域，需要专门使用芯片处理一些特定数据，需要的比较快的处理速度，FPGA都非常适合。

这是我目前比较粗浅的一些理解，肯定有很多不对的地方，如果你从事相关领域，看到我有啥错误，还请指正，谢了。这个开发板目前我还没有研究明白，之后还会介绍更多的FPGA开发板，大家敬请期待。

好了，我就先说到这了，我们下期见

Sipeed Tang Nano 20K

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