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什么是FPGA?为什么FPGA会如此重要?

时间:2025-12-25      来源:FPGA_UCY 关于我们 0

FPGA国产替代的芯跳,

中兴事件真的要说说,那时大家都慌了神,美国说不行就不行,芯片断供,日子肯定不好过了,不能买 FPGA 芯片,直接受制于人,大家都意识到了,核心技术得自己有才行,不然太被动了,CPU,GPU,FPGA,以后肯定得一起发展,不能瘸腿,单个打不过,结合起来也许行,大家都在想,以后会怎么样。

FPGA,是啥玩意儿呢,现场可编程门阵列,听着挺唬人,其实就是个硬件,可以改来改去的,想变啥样都行,就是这么个意思,早期就是 ASIC 的替补,小批量用用,省钱,现在厉害了,数据中心也用它,计算能力也强了,还挺灵活,Xilinx,赛灵思,80年代搞出来的,1985年第一次卖,XC2000,挺早的,之后好多公司都想做,60多家呢,没几个成的,技术难,早期就是降低成本,原型开发快,现在不一样了,计算能力和灵活性都要有,这东西才能火。

通信领域,第一个用 FPGA,因为协议老变,得跟上,电信行业抢先用,占了先机,算法领域也行,处理复杂信号,多维信号,没问题,嵌入式领域,构建底层环境啊,开发软件啊,都用得上,安防监控,多通道处理,智能检测分析,都靠它,工业自动化,马达控制,节能环保,也少不了它,到处都能用,挺厉害的。

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全球市场,那几个巨头,Xilinx,Altera,Lattice,Microsemi,垄断了,90%的市场都是他们的,咱们国内,Xilinx,Altera,还是占大头,52%和28%,剩下的才是国产的,4%左右,替代空间太大了,Intel 把 Altera 收购了,AMD 也要买赛灵思了,行业要变天了,京微齐力,上海遨格芯,广东高云,深圳紫光同创,西安智多晶,上海安路科技,成都华微科技,上海复旦微电子,这些都是国内做 FPGA 的公司,加油吧,希望能行。

IP 核,Intelligent Property 核,知识产权,都是些验证过的模块,芯片的核心部分,跟芯片制造工艺没啥关系,随便用,简化 FPGA 设计,开发效率高,IP 核越多越好,质量越高越好,开发软件才好卖,赛灵思提供,UDP 核,PCIE xDMA 核,UART 核,这些都是 IP 核,挺重要的。

编程用 Verilog 或者 VHDL,硬件描述语言,开发工具,综合,布局,布线,生成 bit 文件或者 bin 文件,下载到 FPGA 里,硬件电路就连接好了,底层架构,IIC 和 SPI 硬核接口,NVCM 程序存储器,RAM 数据存储器,LUT,查找表,这些东西都有,大家都在想,这东西到底是怎么工作的。

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CPU,GPU,冯·诺依曼结构,FPGA 不一样,没指令,不用共享内存,CPU,GPU,要指令存储,译码,执行,内存仲裁,缓存一致性,太复杂了,FPGA,重编程的时候功能就确定了,不用指令,寄存器和片上内存,各自控制,逻辑单元连接,重编程时确定,不用共享内存,流水线并行,数据并行,FPGA 都支持,GPU 主要靠数据并行,搭建流水线,FPGA 处理数据包更快,算法实现,FPGA 几个时钟周期就搞定,软件慢多了,很多看完故事,都会去想为什么。

军品,高校科研,工控机器人,3D 成像,LED 拼接屏,通信,大数据,这些领域都要 FPGA,工资呢,2万到5万,上海,南京,深圳,差不多这个数,行业工资中等水平,经验很重要,越老越值钱,后期可能比软件行业还高,龙芯的技术骨干,很多都是 FPGA 出身,所有人看来估计都是以后不得了。

FPGA 的逻辑单元,可以像搭积木一样连接起来,实现各种各样的功能,这种灵活性是 CPU 和 GPU 无法比拟的,想想看,你有一堆乐高积木,可以拼成小汽车,可以拼成大房子,只要你有足够的想象力,就能创造出各种各样的东西,FPGA 也是一样的道理,工程师们通过编写代码,来配置这些逻辑单元的连接方式,从而实现各种各样的硬件功能,这种编程方式,就像是在硬件层面进行软件开发,非常灵活,非常有创造性,可是在那种环境下,谁能受得了呢,得顶着压力,不断学习,不断创新。

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FPGA 在高性能计算领域,也有着重要的应用,比如在基因测序、金融建模、天气预报等领域,都需要大量的计算资源,FPGA 可以通过并行处理的方式,将这些计算任务分解成多个小任务,同时进行处理,从而大大提高计算效率,这种并行处理能力,是 CPU 和 GPU 所不具备的,想象一下, CPU 就像一个单核处理器,一次只能处理一个任务, GPU 就像一个多核处理器,可以同时处理多个任务,而 FPGA 就像一个超级计算机,可以同时处理成千上万个任务,这种强大的计算能力,使得 FPGA 在高性能计算领域有着广阔的应用前景。

国内 FPGA 厂商,虽然起步较晚,但近年来发展迅速,不断推出新的产品和技术,正在逐步缩小与国外巨头的差距,这些国内厂商,都在积极投入研发,努力掌握核心技术,希望能够在 FPGA 领域占有一席之地,它们的成长,不仅能够打破国外巨头的垄断,还能够为国内的电子产业发展提供强大的支持,大家都希望,国产 FPGA 能够越来越好,能够为中国的科技进步贡献力量,也都能觉得未来可期。

FPGA 的未来,充满了无限的可能性,随着人工智能、物联网、5G 等新兴技术的快速发展,FPGA 将会在更多的领域得到应用,比如在自动驾驶领域,FPGA 可以用于处理传感器数据,实现车辆的智能控制,在智能家居领域,FPGA 可以用于控制各种智能设备,实现家居的智能化管理,在医疗领域,FPGA 可以用于图像处理、基因分析等,提高医疗诊断的准确性和效率,总而言之,FPGA 将会成为未来科技发展的重要驱动力,它将改变我们的生活方式,改变我们的工作方式,甚至改变我们看待世界的方式,所有人都在期待一个更智能、更便捷、更美好的未来,而 FPGA,将会在其中扮演重要的角色。

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FPGA 的设计流程,真的不是一件容易的事情,它需要工程师们具备扎实的硬件知识、编程能力和创新思维,从需求分析、架构设计、代码编写、仿真验证,到最后的硬件调试,每一个环节都需要精益求精,需要反复验证和优化,才能最终实现一个稳定可靠的 FPGA 系统,而且,FPGA 的开发工具也比较复杂,需要工程师们花费大量的时间去学习和掌握,但正因为如此,FPGA 工程师的薪资待遇才会比较高,也正因为如此,FPGA 工程师才会觉得自己很有价值,能够为社会创造更大的贡献,大家都觉得很辛苦,但也很有意义。

选择 FPGA 行业,意味着选择了一条充满挑战和机遇的道路,它需要你不断学习、不断进步,才能在这个快速发展的领域中立于不败之地,但同时,它也能够为你提供广阔的发展空间和丰厚的回报,让你在职业生涯中取得更大的成就,这是一条需要付出很多努力的路,却也是一条充满希望的路,你可能也会觉得,这到底是不是自己想要的生活,但既然选择了,就应该坚持下去,努力做到最好,相信自己,你一定可以的。


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