FPGA 学习系列（14）：FPGA 与嵌入式系统的协同设计

FPGA 学习系列（14）：FPGA 与嵌入式系统的协同设计

随着嵌入式系统和 FPGA 技术的快速发展，越来越多的应用场景需要将 FPGA 与嵌入式系统结合起来，以实现高效、灵活的硬件加速。FPGA 在嵌入式系统中的应用，可以有效提升系统性能、降低功耗，并提供更高的灵活性。本篇博客将探讨 FPGA 与嵌入式系统的协同设计方法，帮助你理解如何在两者之间实现高效的协作。

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1. FPGA 与嵌入式系统的协同设计概述

1.1 FPGA 与嵌入式系统的特点

• FPGA（Field-Programmable Gate Array）：作为一种可编程硬件，FPGA 提供了并行处理和硬件加速的能力，适用于需要高性能和低延迟的应用，如信号处理、图像处理、加密解密等。

• 嵌入式系统：嵌入式系统通常包括一个微处理器（如 ARM、RISC-V 等），负责执行操作系统和应用程序，适用于控制、计算和接口等功能。它们通常具备较高的灵活性，并能够运行较为复杂的软件。

FPGA 和嵌入式系统各自有优势，通过两者的结合，能够最大化系统的性能。

1.2 FPGA 与嵌入式系统的协同设计模式

协同设计模式通常有以下几种：

• 硬件加速模式：嵌入式系统通过与 FPGA 协同工作，将部分计算任务交给 FPGA 处理。这样可以减轻嵌入式处理器的负担，提高系统吞吐量。
• 数据流控制模式：通过 FPGA 进行数据流的控制，而嵌入式系统负责数据的管理与调度。
• 并行处理模式：FPGA 提供高度并行的计算能力，嵌入式系统负责全局协调，分配不同任务到 FPGA 的多个模块。