作者：FPGA技术实战
引言：FPGA（Field Programmable Gate Array）作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。然而我们在进行产品开发时，需要考虑产品材料成本、开发难易程度、上市时间、功耗、可扩展性（或升级换代）等众多因素时，FPGA可能并非最优“六边形战士”。本文我们就FPGA的优势及潜在局限性进行介绍，以给于项目技术决策中参考。
FPGA技术优势
了解FPGA器件何时适合实现所需的系统功能是理解FPGA技术的关键要素。设计团队明白FPGA技术并不适用于每一个设计或应用程序。能够识别FPGA技术何时适合项目是一项关键的设计技能。如果产品在生命周期中可能发生重大功能变化，此时设计者将从FPGA技术中实现最大受益。在评估项目是否采用FPGA技术时，应考虑以下设计特征：
1）设计稳定性：设计在其使用寿命内是否可能经历需要设计更新？需求是否足够稳定，可以选择合适的FPGA家族和器件？
6）可用性：具有所需性能/尺寸的组件能否及时用于批量生产？是否有实现所需功能的固定功能组件可用？在产品及其衍生品开发时，固定功能实现是否可重复使用？
图1：Xilinx Artix™ UltraScale+™ FPGA优势
对于需要快速推向市场的设计，可以从FPGA技术中受益。随着FPGA设计流程的加快，基于FPGA电路板可以与FPGA软件功功能同步进行，这有着显著的时间表优势。如果FPGA是可重新编程的，则设计可以在交付给客户后远程更新。
FPGA技术潜在的限制
在某些特定应用中，FPGA技术可能不合适。具有坚实、完整需求和稳定、固定或成熟功能的项目不太可能非常适合FPGA技术，因为这些设计无法从FPGA技术固有的灵活性中获得太多好处。
图2：聚焦FPGA应用差异
图3：分立器件实现5G收发链路功耗估计
一个示例设计就是一个具有高性能信号处理要求的项目。虽然FPGA组件可能不会在所有技术中表现出最快的时钟速率，但某些数据处理算法可以通过并行架构有效地实现。使用FPGA和适当的资源，可以在单个部件内以较低的成本实现所需的信号处理功能，具有优越的性能和较低的功耗。
基于以上描述，一旦项目设计团队完成了权衡研究，并确定FPGA技术适合他们的设计，早期项目决策阶段就开始了。对于FPGA技术非常适合的项目，悬而未决的问题变成了如何最有效地实现设计。设计团队必须根据项目要求、以往经验和可用资源，选择最好的FPGA制造商、器件系列、封装和部件，后续文章我会详细介绍相关内容。
