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FPGA的典型應(yīng)用領(lǐng)域 |
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本文關(guān)鍵字：fpga應(yīng)用，fpga應(yīng)用領(lǐng)域， fpga培訓(xùn)，F(xiàn)PGA應(yīng)用開發(fā)入門與典型實例 一、數(shù)據(jù)采集和接口邏輯領(lǐng)域 1．FPGA在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域的應(yīng)用 由于自然界的信號大部分是模擬信號，因此一般的信號處理系統(tǒng)中都要包括數(shù)據(jù)的采集功能。通常的實現(xiàn)方法是利用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后，送給處理器，比如利用單片機（MCU）或者數(shù)字信號處理器（DSP）進行運算和處理。 對于低速的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，可以采用標(biāo)準(zhǔn)的SPI接口來與MCU或者DSP通信。但是，高速的A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，比如視頻Decoder或者Encoder，不能與通用的MCU或者DSP直接接口。在這種場合下，F(xiàn)PGA可以完成數(shù)據(jù)采集的粘合邏輯功能。 2．FPGA在邏輯接口領(lǐng)域的應(yīng)用 在實際的產(chǎn)品設(shè)計中，很多情況下需要與PC機進行數(shù)據(jù)通信。比如，將采集到的數(shù)據(jù)送給PC機處理，或者將處理后的結(jié)果傳給PC機進行顯示等。PC機與外部系統(tǒng)通信的接口比較豐富，如ISA、PCI、PCI Express、PS/2、USB等。 傳統(tǒng)的設(shè)計中往往需要專用的接口芯片，比如PCI接口芯片。如果需要的接口比較多，就需要較多的外圍芯片，體積、功耗都比較大。采用FPGA的方案后，接口邏輯都可以在FPGA內(nèi)部來實現(xiàn)了，大大簡化了外圍電路的設(shè)計。 在現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計中，存儲器得到了廣泛的應(yīng)用，例如SDRAM、SRAM、Flash等。這些存儲器都有各自的特點和用途，合理地選擇儲存器類型可以實現(xiàn)產(chǎn)品的佳性價比。由于FPGA的功能可以完全自己設(shè)計，因此可以實現(xiàn)各種存儲接口的控制器。 3．FPGA在電平接口領(lǐng)域的應(yīng)用 除了TTL、COMS接口電平之外，LVDS、HSTL、GTL/GTL+、SSTL等新的電平標(biāo)準(zhǔn)逐漸被很多電子產(chǎn)品采用。比如，液晶屏驅(qū)動接口一般都是LVDS接口，數(shù)字I/O一般是LVTTL電平，DDR SDRAM電平一般是HSTL的。 在這樣的混合電平環(huán)境里面，如果用傳統(tǒng)的電平轉(zhuǎn)換器件實現(xiàn)接口會導(dǎo)致電路復(fù)雜性提高。利用FPGA支持多電平共存的特性，可以大大簡化設(shè)計方案，降低設(shè)計風(fēng)險。 二、高性能數(shù)字信號處理領(lǐng)域 無線通信、軟件無線電、高清影像編輯和處理等領(lǐng)域，對信號處理所需要的計算量提出了極高的要求。傳統(tǒng)的解決方案一般是采用多片DSP并聯(lián)構(gòu)成多處理器系統(tǒng)來滿足需求。 但是多處理器系統(tǒng)帶來的主要問題是設(shè)計復(fù)雜度和系統(tǒng)功耗都大幅度提升，系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響。FPGA支持并行計算，而且密度和性能都在不斷提高，已經(jīng)可以在很多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的多DSP解決方案。 例如，實現(xiàn)高清視頻編碼算法H.264。采用TI公司1GHz主頻的DSP芯片需要4顆芯片，而采用Altera的StratixII EP2S130芯片只需要一顆就可以完成相同的任務(wù)。FPGA的實現(xiàn)流程和ASIC芯片的前端設(shè)計相似，有利于導(dǎo)入芯片的后端設(shè)計。 三、其他應(yīng)用領(lǐng)域 除了上面一些應(yīng)用領(lǐng)域外，F(xiàn)PGA在其他領(lǐng)域同樣具有廣泛的應(yīng)用。 本文選自華清遠見FPGA培訓(xùn)教材《FPGA應(yīng)用開發(fā)入門與典型實例》 熱點鏈接：
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