由于其出色的性能和多功能性，F(xiàn)PGA(現(xiàn)場可編程門陣列)吸引了廣泛的企業(yè)。此外，即使在部署使用之后，它具有采用新標準和根據(jù)特定的應用需求修改硬件的特性。另一方面，“門陣列”與架構中的邏輯門的二維陣列有關。FPGA用于需要復雜的邏輯電路和預期會變化的幾個應用。FPGA應用涵蓋醫(yī)療設備、ASIC原型設計、多媒體、汽車、消費電子和許多其他領域。

近年來，F(xiàn)PGA領域的市場份額和技術創(chuàng)新正在快速增長。FPGA為基于深度學習和人工智能的解決方案提供了優(yōu)勢，包括低延遲和高吞吐量的性能改善，以及電源效率。根據(jù)Mordor Intelligence的數(shù)據(jù)，2021年全球FPGA市場價值為69.581億美元，預計到2027年將達到11.7518億美元，從2022年到2027年的復合年增長率為8.32%。

FPGA設計市場驅動因素

全球市場驅動力

由于規(guī)模經(jīng)濟、產(chǎn)品供應的性質以及有利于固定成本低的公司的成本量指標，F(xiàn)PGA 市場競爭激烈。根據(jù)這種尺寸，28nm的FPGA具有高速處理和高效率等優(yōu)點，預計將迅速增長。這些特性幫助它在各種行業(yè)中得到采用，包括汽車、高性能計算和通信。由于發(fā)展中國家消費能力的提高有助于增加市場對新設備的需求，消費電子行業(yè)似乎對FPGA很有希望。市場參與者正在開發(fā)用于物聯(lián)網(wǎng)設備、自然語言處理(NLP)、基于信息娛樂、多媒體系統(tǒng)和各種工業(yè)智能解決方案的FPGA。根據(jù)應用需求，可選擇低端、中端或高端FPGA配置。

FPGA架構概述

一般的FPGA架構設計包括三類模塊。它們是I/O塊、開關矩陣和可配置邏輯塊(CLB)。FPGA是一種半導體器件，由通過可編程連接耦合的邏輯塊組成。

邏輯塊由帶有一組輸入的查找表(LUT)組成，使用基本內存(如SRAM或Flash)來保存布爾函數(shù)。為了支持時序電路，每個LUT都連接到一個多路復用器和一個觸發(fā)器寄存器。類似地，可以構建許多LUT來處理復雜的函數(shù)。根據(jù)FPGA的配置，F(xiàn)PGA分為三種類型:低端、中端和高端。Xilinx的Artix-7/Kintex-7系列，Lattice半導體公司的ECP3和ECP5系列是一些流行的低功耗和低設計密度的FPGA設計。而Xilinx的Virtex家族，Microsemi的ProASIC3家族，Intel的Stratix家族都是為高性能和高設計密度而設計的。

FPGA固件開發(fā)

由于FPGA是一個可編程邏輯陣列，因此必須對邏輯進行配置以滿足系統(tǒng)的需要。固件是數(shù)據(jù)的集合，提供配置。由于FPGA的復雜性，利用該軟件設計了專用FPGA。用戶通過提供硬件描述語言(HDL)定義或原理圖設計來啟動FPGA設計過程。VHDL (VHSIC硬件描述語言)和Verilog是兩種常用的HDL。之后，F(xiàn)PGA設計過程的下一步是為所使用的FPGA系列開發(fā)一個網(wǎng)絡列表。這是使用電子設計自動化程序開發(fā)的，并概述了必要的FPGA內的連接性。之后，設計致力于FPGA，這允許它被用于(ECB)電子電路板來創(chuàng)建。

FPGA的應用

汽車

汽車中的FPGA廣泛應用于激光雷達中，利用激光束構造圖像。它們被用于自動駕駛汽車，用于即時評估障礙物或道路邊緣的圖像，以進行障礙物檢測。此外，F(xiàn)PGA還廣泛應用于汽車信息娛樂系統(tǒng)，以實現(xiàn)汽車內部的可靠高速通信。它們能提高效率，節(jié)約能源。

通訊系統(tǒng)

FPGA被廣泛應用于通信系統(tǒng)中，以增強連接和覆蓋，提高整體服務質量，同時降低延遲，特別是在涉及數(shù)據(jù)更改時。目前FPGA被企業(yè)廣泛應用于服務器和云應用中。

光潤通（GRT）始創(chuàng)于2008年，致力于光通信產(chǎn)品的研發(fā)與制造，提供服務器網(wǎng)卡標準化及定制服務，擁有資深研發(fā)及技術支持團隊，可針對不同用戶需求提供多元化的產(chǎn)品定制開發(fā)服務，滿足客戶多樣化需求，開發(fā)周期短，效率高?？梢蕴峁藴示W(wǎng)卡、FPGA網(wǎng)卡、智能網(wǎng)卡、加密網(wǎng)卡等產(chǎn)品的定制開發(fā)服務，已成功為幾百家國內外大中小型客戶提供定制化服務，獲得客戶的好評與信賴。光潤通始終以技術為核心，客戶需求為向導，鑄就業(yè)內定制化標桿。

計算機視覺系統(tǒng)

這些系統(tǒng)在當今世界變得越來越普遍。監(jiān)控攝像機、AI機器人、屏幕/字符閱讀器和其他設備都屬于此類。許多這樣的設備都需要一個系統(tǒng)來檢測他們的位置，識別他們周圍的事物和人的面孔，并適當?shù)嘏c他們行動和交流。這種功能需要處理大量的可視化數(shù)據(jù)，構建多個數(shù)據(jù)集，并實時處理它們，這是FPGA加速和使過程更快的地方。

隨著新一代機器學習、人工智能、計算機視覺等對實時可適應硅的需求不斷增長，F(xiàn)PGA市場將繼續(xù)發(fā)展。由于其自適應/編程能力，F(xiàn)PGA的重要性正在擴大，這使它成為動態(tài)訓練大量數(shù)據(jù)的理想半導體。它有望加快人工智能的工作量和推理。靈活性、定制并行性和為眾多應用程序重新編程的能力是使用FPGA加速機器學習和深度學習過程的關鍵好處。