一、fpga芯片是干什么的

FPGA芯片的全稱是Field Programmable Gate Array，翻譯成中文就是現(xiàn)場可編程門陣列。FPGA是在PAL（可編程邏輯陣列）、GAL（通用陣列邏輯）、CPLD（復雜可編程邏輯器件）等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。

二、FPGA芯片的作用和功能

1、數(shù)字信號處理：實現(xiàn)數(shù)字信號處理算法，如數(shù)字濾波、變換等，常用于音頻、視頻等數(shù)字信號處理領(lǐng)域。

2、圖像處理：實現(xiàn)圖像處理算法，如圖像濾波、邊緣檢測、圖像變換等，可以用于醫(yī)療影像、安防監(jiān)控、工業(yè)檢測等領(lǐng)域。

3、通信：用于網(wǎng)絡交換、路由器、協(xié)議轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)等通信設備中，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和信號處理功能。

4、控制系統(tǒng)：用于實現(xiàn)控制系統(tǒng)中的邏輯控制、運動控制、數(shù)據(jù)采集等功能，可以用于工業(yè)自動化、機器人控制、智能家居等領(lǐng)域。

三、FPGA芯片的工作原理

FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個部分。

現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）是可編程器件，與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。品牌FPGA利用小型查找表（16×1RAM）來實現(xiàn)組合邏輯，每個查找表連接到一個D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來驅(qū)動其他邏輯電路或驅(qū)動I/O，由此構(gòu)成了既可實現(xiàn)組合邏輯功能又可實現(xiàn)時序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。

FPGA的邏輯是通過向內(nèi)部靜態(tài)存儲單元加載編程數(shù)據(jù)來實現(xiàn)的，存儲在存儲器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無限次的編程。