FPGA快速入门经验谈（part2）

U为中心。

在这点上，FPGA构成的系统与传统的台式机有所不同。台式机的目标定位是运行程序，它自然选择了以CPU为核心FPGA构成的系统是为了处理外来信息，CPU的作用是辅助性地管理或处理信息。

针对这些特点，可以以存储为中心来进行设计，多用BUFFER，FRAME的方式来组织和处理数据，这种思路对学习者以后的实际构建自己的系统会有帮助。另外，要更充分地利用FPGA的很多特有优势。如果你熟悉总线，就知道实际直连总线要比分时复用总线效率高，易管理。

FPGA丰富的布线资源，可以方便地建立多组专用总线

FPGA丰富的硬件资源（如数以万计的硬件乘法器等），可以为设计一些快速的硬件处理模块提供了有利的条件。这些硬件模块在设计上应该能有数据存储单元（Buffer或Frame）直接相连。CPU是智能系统不可或缺的部件，与传统的计算机有所不同，在一个FPGA技术构成的系统中，CPU最大的优势是作为一个智能管理者的角色，在人机界面，处理策略，资源调配等方面，起重要作用，而对信息的实际处理上，一些硬件或专用模块，可能会与依靠CPU的软件处理模块，并驾齐驱，甚至硬件模块更能出风头。

从一开始，就不要拘泥于传统的以CPU为中心的计算机架构里，这一点很重要。还有一种信息，是大流量的实时数据流，传统计算机原来几乎完全来不及处理。

这种数据对象在FPGA系统中，被作为实时"流数据"（Stream）来对待，这些"流数据"往往包含着很多经过数字化的应用信息（如视频音频等），它们如同在生产线上正在被加工的产品，在FPGA系统中被传输，控制，处理和存储。只有在被存储后，CPU和传统的软件模块才把它们作为数据进行处理，而这些传统的处理方式，效率往往并不是最高的。有人知道互联网上很多内容也是以信息流的形式传输的，会占用大量的计算机处理能力。

举一个例子，在网络上传送视频，往往会被压缩，以减少数据传输量和处理量。而很多以FPGA为核心实现的系统中，要求的不但是无压缩，而且要"过采样"至于传输链路的带宽问题，利用FPGA技术来解决，更有优势。现在的FPGA芯片，单个接口的速度就可以达到28Gbps，而FPGA本身就管脚多，通道多。

将来设计高带宽传输器件和系统，将成为FPGA行业的一大热门。FPGA技术除了以上特定优势外，在传统的计算机能够实现的功能，也不逊色。FPGA借助可以执行"缩减指令"的CPU，得以运行开放式平台LINUX系统。本人认为，将来在LINUX平台上的软件，要比WINDOWS平台上更丰富。

WINDOWS就难以处理。

再举个例子：要设计一个可以处理10路实时信号输入，10路输出的交换矩阵，用传统的计算机来讲，它处理不了，而对于FPGA来讲，却是小菜一碟。FPGA构成的系统，不但在应用覆盖范围上有优势，在整体系统成本上优势也很明显，本人接触过一个可以胜任WINDOW终端的FPGA产品，其硬件成本只有100元人民币左右。

功能的可扩充性，成本的优势，会让FPGA产品不断地蚕食，覆盖传统的计算机产品领域和信息产品领域，现在很多摄像机，数码相机的核心处理芯片都已经使用FPGA。

本节比较繁琐，重点是一个建议：要根据数据处理流程来构建FPGA系统！

FPGA入门学习网络讲座： "柏氏"7步FPGA快速入门学习法

第六部分：专业产品的开发

FPGA与专业的信号处理芯片结合，可以开发出很多专业产品，如广播电视，通讯，数据传输等很多领域，都是FPGA的用武之地。用FPGA和专业芯片开发产品，关键是在接口环节，这包括几个方面：

1． 硬件信号接口

2． 数据接口

3． 信息数据格式接口

用FPGA开发专业产品，可以做三个层面的工作：

1． 利用专业接口芯片处理专业信号

2． 利用FPGA的处理能力替代专业芯片的功能

3． 设计专业接口IP

搞专业产品的开发，需要扎实的FPGA开发方面的基础，也还要有应用专业领域的相应知识，这虽然很难，但对那些原来就从事相关专业的人员，或者较早关注相关领域的FPGA开发人员，却是一个难得的先机。与民用消费品相比，专业产品的设计要求会高一些，不过竞争的人也可能会少一些。专业产品开发，是一个巨大的，潜在的FPGA应用市场。

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第七部分：个人奋斗 — 特定IP的开发

在FPGA的开发中，常用到一种称为IP 的模块，随着FPGA开发市场的逐步扩大，对各式各样的IP 的需求会越来越多，例如在视频压缩方面，MPEG II，H.264等IP就已经广泛应用。一个优秀的开发工程师，可以根据自己的特长，开发一些有特色的IP。

开发IP 模块，不需要太苛刻的开发环境