以上的“官方語言”聽起來可能會(huì)讓你犯迷糊，下面我們就舉例說明，幫你捋一捋：早期要實(shí)現(xiàn)一個(gè)收音機(jī)的功能，需要電容、電阻、三極管等等一系列分立的元器件來搭建一個(gè)復(fù)雜的電路，這種集成電路，不僅占用面積大，分立的元器件使用量也比較多。

如果把這些分立的元器件集成到一個(gè)芯片中，在這個(gè)芯片的外圍只需要少量的電阻、電容等配合就能實(shí)現(xiàn)完整的收音機(jī)功能，這就是ASIC芯片。ASIC芯片將數(shù)量龐大的分立元器件集成到芯片內(nèi)部，電路板面積更小，集成度更高，電路的可靠性也變強(qiáng),這些都是ASIC芯片帶來的好處。

然而，ASIC在研發(fā)的過程中可能會(huì)存在這樣的問題，比如研發(fā)一種數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，研發(fā)出一版芯片之后，如果其中某些功能設(shè)計(jì)得不是很合理，或者性能達(dá)不到要求，此時(shí)就需要更改設(shè)計(jì)，更改完之后，要把設(shè)計(jì)重新提交給芯片制造廠家，芯片制造廠家要重新制造樣片。在這個(gè)過程中，要是讓芯片制造廠家重新做一款專用芯片的價(jià)格是非常昂貴的。它可不像設(shè)計(jì)一個(gè)電路板，如果產(chǎn)生飛線了，不能當(dāng)作成品去賣，那就把這個(gè)錯(cuò)誤更改之后，讓電路板廠家重新做一套電路板，現(xiàn)在做這種電路板都不是很貴，比如做一個(gè)兩層板，性能要求不高，面積不大的話，可能幾十塊錢都能搞定。但是做ASIC這種專用的集成電路芯片，自己設(shè)計(jì)找芯片制造廠家去做，一顆芯片不是幾千上萬就能做的。

這時(shí)候FPGA就發(fā)揮了它的作用，因?yàn)镕PGA可以通過編寫軟件，用硬件描述語言Verilog HDL或者VHDL來編寫程序?qū)崿F(xiàn)信號(hào)發(fā)生器的功能，然后把這個(gè)程序燒寫到FPGA芯片內(nèi)部，對(duì)這個(gè)程序的功能進(jìn)行測(cè)試，如果對(duì)這個(gè)功能或者性能不滿意的話，可以去修改程序，改完程序經(jīng)重新綜合之后，生成燒寫的代碼放到FPGA芯片內(nèi)部，這樣就可以反復(fù)的實(shí)現(xiàn)編程，對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行迭代，把迭代的問題通過軟件的方式實(shí)現(xiàn)。

通過以上描述我們可以發(fā)現(xiàn)，ASIC芯片出廠的時(shí)候已經(jīng)設(shè)計(jì)好了一系列功能，我們只需要去查Datasheet，照著功能連線就可以了。而FPGA不同，拿到它的時(shí)候是一塊空白的或者半成品的芯片，這顆芯片怎么工作，或者說內(nèi)部電路怎么連線都是通過編程來自主實(shí)現(xiàn)的，你可以擁有一定的自主權(quán)，有一部分可控，而不是單純的去使用。這時(shí)候你就相當(dāng)于是一塊芯片的設(shè)計(jì)者，聽起來是不是很神奇，這就是FPGA的精妙之處。所以使用FPGA就需要比使用其他的專有芯片更多的硬件知識(shí)，還要有一定的邏輯思維能力。

技術(shù)飛速的發(fā)展，對(duì)FPGA的依賴越來越高。為了讓大家在學(xué)習(xí)FPGA的過程中，了解到未來在哪一個(gè)領(lǐng)域有屬于自己的一片天空，下面細(xì)說一下FPGA的應(yīng)用領(lǐng)域？

FPGA最廣泛的應(yīng)用是在通信領(lǐng)域，用FPGA去處理一些通信協(xié)議，并完成高速數(shù)據(jù)的收發(fā)和交換。一方面通信領(lǐng)域需要高速的通信協(xié)議處理方式，另一方面通信協(xié)議在隨時(shí)的修改，非常不適合做成專有芯片，因此可以靈活改變功能的FPGA就成了首選，F(xiàn)PGA通常應(yīng)用于通信設(shè)備高速接口的電路設(shè)計(jì)。

通常說的信號(hào)處理、視頻、圖像、圖形處理等，這個(gè)方向門檻相對(duì)于第一個(gè)領(lǐng)域要高一些。算法還有一個(gè)FPGA的協(xié)同優(yōu)化問題，很大程度上這個(gè)方向已經(jīng)超過了信號(hào)處理的范疇，而且圖像在往高維度一步一步的發(fā)展。傳統(tǒng)信號(hào)是一維度的，比如聲音。但是對(duì)于視頻或者圖像信號(hào)，圖像信號(hào)是一個(gè)二維信號(hào)，視頻再加上時(shí)間就是三維信號(hào)，所以這個(gè)信號(hào)的維度在逐次的增加，所以對(duì)于這些復(fù)雜的信號(hào)的處理，需要FPGA強(qiáng)大的處理功能，去完成各種各樣的在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的工程問題，那么，這就需要FPGA的開發(fā)者有非常強(qiáng)大的數(shù)學(xué)功底，能夠理解較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，此外還要了解FPGA內(nèi)部的各種資源，使之能夠成為實(shí)際的一些運(yùn)算電路。

也就是SoC系統(tǒng)級(jí)芯片，嚴(yán)格來說這不是在FPGA設(shè)計(jì)范疇之內(nèi)，只不過說是FPGA這個(gè)平臺(tái)來構(gòu)建一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的底層硬件環(huán)境，然后我們的設(shè)計(jì)者在上層去編寫嵌入式的應(yīng)用。這個(gè)不單單是使用FPGA，而是在FPGA這個(gè)平臺(tái)上去構(gòu)建一個(gè)操作系統(tǒng)，比如我們熟知的Windows系統(tǒng)，打開Windows的任務(wù)調(diào)度、協(xié)同工作；包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的處理，本身來說事務(wù)性的工作更加繁多。

物聯(lián)網(wǎng)的巨大商機(jī)：監(jiān)控、安防領(lǐng)域CPU很難做到多通道的數(shù)據(jù)處理以及智能檢測(cè)分析，F(xiàn)PGA可以很輕松的去解決這些問題。工業(yè)自動(dòng)化FPGA可以做到多通道的馬達(dá)控制，目前馬達(dá)電力消耗占據(jù)全球能源消耗的大頭，在節(jié)能環(huán)保的趨勢(shì)下，未來各類的精準(zhǔn)控制馬達(dá)將獲得采用。這是FPGA大顯身手的領(lǐng)域，一片F(xiàn)PGA可以控制大量馬達(dá)，F(xiàn)PGA可以應(yīng)用于智能工廠方案，在云端和網(wǎng)關(guān)端也有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，如果跟終端控制臺(tái)結(jié)合，則優(yōu)勢(shì)會(huì)增加。

人工智能的發(fā)展，必然是多傳感器的融合。主人一回到家，音樂自動(dòng)播放，電燈自動(dòng)打開，安防系統(tǒng)就自動(dòng)關(guān)閉...這些場(chǎng)景需要大量的融合算法，這是FPGA擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。未來機(jī)器人在控制上也需要做大量的并行控制，比如機(jī)器人的智能化需要視覺的大數(shù)據(jù)基數(shù)，對(duì)于大數(shù)據(jù)量的處理，這也是FPGA擅長(zhǎng)的一個(gè)方面。FPGA本身是非常適合并行計(jì)算的，因?yàn)樗旧硎且粋€(gè)硬件可編程的器件，而CPU一旦固定之后大部分是靠軟件的執(zhí)行操作，而軟件跟硬件相比下，執(zhí)行效率是比不過硬件的。