FPGA应用及ARM-FPGA架构举例

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FPGA的应用非常广泛，通信领域，视频图像处理领域，汽车电子领域，消费电子领域，工业领域，数据处理领域等，都能看到FPGA的身影。

在设计中，FPGA通常和其他处理IC架构，完成整个设计。FPGA-ARM架构是经常用的一种架构。

通常ARM用作核心处理芯片，相当于人的大脑，而FPGA作为底层实践、实现者，完成大部分电路驱动和数据采集处理，做一个不恰当的比喻，FPGA相当于人的四肢。在设计中，通常要衡量到底哪些事情需要ARM完成，哪些事情需要FPGA完成，完成的质量如何，效率如何。

举个例子，在图像处理中，通常要把彩色图像转换成灰度图像处理。那么，到底该使用ARM将彩色图像转换成灰度图像然后将数据传给FPGA，还是直接用FPGA进行彩色到灰度的转换。

在使用ARM的时候，都会外带高速内存(SDRAM)，100M的速度。处理一般的图像，完全可以胜任，这样FPGA就不需要外挂内存芯片的。但ARM的结构决定的ARM执行过程是串行的，多线程的，在线程很多的情况下，很难保证及时将数据传输给FPGA，这样FPGA经常处于空闲，大大浪费FPGA的优势。

所以在设计过程中，通常在FPGA上外挂DDRII SDRAM，虽然会浪费IO口，以及一些FPGA内部资源，但在处理图像过程中，直接将处理过程放到FPGA上，以其并行的结构以及高速的处理能力，大大提高整体设计的数据处理能力。而ARM也将一大部分事务交给FPGA处理，减轻ARM负担，提高ARM本身的处理能力。

这只是FPGA一个小小的应用而已，能将设计的效率提高一大截，同时速度也提高一大截。在设计中根据FPGA本身特点，合理的使用FPGA，可以使设计更加稳定、可靠、高效。

以点到面，在其他领域的应用中，也可以借鉴这种思路。

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作者：杭州卿萃科技ALIFPGA

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