3、FPGA技术：从基础到应用的全面解析

FPGA技术：从基础到应用的全面解析

1. 引言与FPGA架构特性

FPGA（现场可编程门阵列）在数字信号处理（DSP）领域正发挥着越来越重要的作用。近年来，FPGA家族涌现出了许多新的架构特性。例如，Altera的ALM块和Xilinx系列7的高速片上ADC，这些特性为实现复杂的6输入函数提供了支持。

在Altera设备中，嵌入式乘法器的尺寸多样，涵盖9×9位、18×18位到27×27位。通过组合这些乘法器块，可以构建更大的乘法器，但会牺牲一定的速度。从第五代开始，三个9位块可组合成一个快速的27×27位乘法器。此外，Altera设备的存储器种类丰富，从0.5K到M512K位不等。不过需要注意的是，只有Cyclone系列可在Quartus II开发软件的网络12.1版本中使用，Arria和Stratix设备则需要订阅版软件。

在功耗方面，FPGA的功耗是一个重要指标，特别是在移动应用中。一般来说，CPLD的“待机”功耗较高，而对于高频应用，FPGA的功耗可能会更高。

2. DSP技术需求与市场格局

自20世纪80年代初推出以来，可编程逻辑器件（PLD）在前二十年实现了每年20%的稳定增长，远超专用集成电路（ASIC）的增长速度。尽管2001年微电子行业的全球衰退影响了ASIC和FPLD的增长，但自2003年起，市场领导者的收入再次大幅增长，年增长率约为10%。2010年11月，Actel成为Microsemi Inc.的一部分。

FPLD之所以能超越ASIC，是因为它具备许多ASIC的优点，同时避免了ASIC的一些缺点。具体优点如下：
- 优点 ：
- 减小