什么是FPGA

FPGA是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FPGA工作原理

FPGA采用了逻辑单元阵列LCA这样一个概念，内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分。 现场可编程门阵列（FPGA）是可编程器件，与传统逻辑电路和门阵列相比，FPGA具有不同的结构。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，触发器再来驱动其他逻辑电路或驱动I/O，由此构成了既可实现组合逻辑功能又可实现时序逻辑功能的基本逻辑单元模块，这些模块间利用金属连线互相连接或连接到I/O模块。FPGA的逻辑是通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现的，存储在存储器单元中的值决定了逻辑单元的逻辑功能以及各模块之间或模块与I/O间的联接方式，并最终决定了FPGA所能实现的功能，FPGA允许无限次的编程。

什么是eFPGA

eFPGA，全称为嵌入式FPGA（Embedded FPGA），顾名思义是将类似于FPGA的可编程逻辑阵列“嵌入”到ASIC或SoC中。在本文中，作者收集整理了几个关于eFPGA的常见迷思，以及对应的解答和讨论，谨供各位读者参考。

FPGA的优缺点详解

FPGA的优点如下： 

(1) FPGA由逻辑单元、RAM、乘法器等硬件资源组成，通过将这些硬件资源合理组织，可实现乘法器、寄存器、地址发生器等硬件电路。

(2) FPGA可通过使用框图或者Verilog HDL来设计，从简单的门电路到FIR或者FFT电路。

(3) FPGA可无限地重新编程，加载一个新的设计方案只需几百毫秒，利用重配置可以减少硬件的开销。 

(4) FPGA的工作频率由FPGA芯片以及设计决定，可以通过修改设计或者更换更快的芯片来达到某些苛刻的要求（当然，工作频率也不是无限制的可以提高，而是受当前的IC工艺等因素制约）。

FPGA的缺点如下：

(1) FPGA的所有功能均依靠硬件实现，无法实现分支条件跳转等操作。 

(2) FPGA只能实现定点运算。

总结：FPGA依靠硬件来实现所有的功能，速度上可以和专用芯片相比，但设计的灵活度与通用处理器相比有很大的差距。

FPGAe与FPGA的区别

1、在生产方面，eFPGA的开发和集成需要eFPGA厂商、ASIC或SoC集成商、以及晶圆代工厂紧密配合，保证在不同工艺节点eFPGA都能有效整合。然而，对于单纯的逻辑开发难度与周期而言，eFPGA与其他数字电路IP并无本质区别。

2、在eFPGA的配置和调试方面，也与传统FPGA没有太多区别。通过开发工具产生的eFPGA配置文件可以通过jtag或者flash等方式，对eFPGA进行功能配置。

3、eFPGA作为一种存在许久的设计理念，在近年逐渐重新获得人们的关注。这主要是由于eFPGA能够提供更优的系统性能与更低的芯片功耗，因此被逐渐用于5G、机器学习加速器等诸多新兴领域。

4、eFPGA与FPGA二者同属可编程逻辑阵列，有着共同的架构和性能特点，但又有着不同的优势和缺点。老石认为， 与其说eFPGA会替代FPGA，不如说eFPGA是FPGA的有力补充 。相信在大数据和人工智能时代，这些可编程逻辑芯片一定会有着更加广阔的应用。