FPGA的优势,很强大
与CPU、GPU、ASIC相比,FPGA主要存在如下四个方面的优势:并行处理、延迟小、逻辑可实时改变和开发周期短。
一、并行处理
FPGA的代码(固件)最终会转换成实际的电路,因此所有的信号处理都是并行完成的。如图所示为以图像识别为例,说明四种芯片的特点。在性能方面FPGA的性能仅仅次于ASIC,但是在开发周期方面FPGA的开发周期又小于ASIC的开发周期。所以在商业应用中,FPGA可以在较短时间(先于ASIC)实现性能相当优越(优于CPU和GPU)的系统迅速占领市场。
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各种处理芯片优缺点对比
二、延迟小
ASIC和FPGA一样,所有模块同时工作,延时以时钟周期位为单位,延时比较小。而CPU/GPU执行一条语句需要多个周期,一个任务需要多条语句。
三、逻辑可实时改变
由于FPGA是基于RAM的查找表技术实现的,而RAM值可实时擦写,所以由FPGA实现的功能可以实时的改变。
四、开发周期短
FPGA相对ASIC而言,开发周期短,可迅速占领市场。
五、FPGA的应用领域
从使用的角度看(不考虑应用领域),FPGA可以应用在如下五个方面:自动控制、通信、数据获取、数据处理和抗辐照电子学。
在自动控制领域,FPGA可以实现高精度的自控系统已经专用探测系统。虽然MCU可以实现一定的控制功能,但是仅限于慢速控制,对于高频信号、高频时钟等要求高精度高速控制的领域,FPGA能发挥无可替代的作用。
在通信领域,FPGA可以应用在各种通信中,包括各种片上总线、系统总线、现场总线、并行通信、串行通信、无线通信等等。例如:PCI、PCIe、RS485、I2C、VME、光纤、蓝牙、Zigbee、CAN。
在数据获取领域,FPGA主要用于数据读取、预处理、传输、存储等。例如引用在高能粒子探测器系统中。
在数据处理领域,FPGA可以应用于各种算法的加速,包括图像、视频、语音处理及AI算法等。例如:人脸识别、车牌识别和语音识别等。
在抗辐照电子学领域,除了设计专用ASIC外,FPGA可以实现抗辐照功能,引用在卫星、火星车等项目中。
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