Question

IC与FPGA的关系是什么？

Answer 1

集成电路又称IC，是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、PLD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采用了逻辑单元阵列LCA（Logic Cell Array）这样一个新概念，内部包括可配置逻辑模块CLB（Configurable Logic Block）、输出输入模块IOB（Input Output Block）和内部连线（Interconnect）三个部分。FPGA的基本特点主要有： 1）采用FPGA设计ASIC电路，用户不需要投片生产，就能得到合用的芯片。 --2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC电路的中试样片。 3）FPGA内部有丰富的触发器和I／O引脚。 4）FPGA是ASIC电路中设计周期最短、开发费用最低、风险最小的器件之一。 5) FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，可以与CMOS、TTL电平兼容。 可以说，FPGA芯片是小批量系统提高系统集成度、可靠性的最佳选择之一。 目前FPGA的品种很多，有XILINX的XC系列、TI公司的TPC系列、ALTERA公司的FIEX系列等。 FPGA是由存放在片内RAM中的程序来设置其工作状态的，因此，工作时需要对片内的RAM进行编程。用户可以根据不同的配置模式，采用不同的编程方式。 加电时，FPGA芯片将EPROM中数据读入片内编程RAM中，配置完成后，FPGA进入工作状态。掉电后，FPGA恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，FPGA能够反复使用。FPGA的编程无须专用的FPGA编程器，只须用通用的EPROM、PROM编程器即可。当需要修改FPGA功能时，只需换一片EPROM即可。这样，同一片FPGA，不同的编程数据，可以产生不同的电路功能。因此，FPGA的使用非常灵活。 FPGA有多种配置模式：并行主模式为一片FPGA加一片EPROM的方式；主从模式可以支持一片PROM编程多片FPGA；串行模式可以采用串行PROM编程FPGA；外设模式可以将FPGA作为微处理器的外设，由微处理器对其编程 存储的功能。

Answer 2

ic设计可分为全定制，半定制两种，用FPGA设计属于一种半定制IC设计。具体来说，用FPGA设计一般不用考虑门极电路以下的问题，而全定制IC设计则需要深入到版图。具体区别：
1门控时钟的应用，在fpga中使用门控时钟是非常不推荐的一件事情。asic中虽然也不赞成使用，但是也没什么大关系;
2大输出的buffer和门，fpga中恐怕没有这些器件，对延时的估计和门的应用就要重新考虑了;
3memory，fpga和asic中的memory的应用有着很大的不同，fpga中用的是内置的或者是用lut拼起来的。asic用的主要是厂商定义的，大小更随意一些(和有些fpga相比);
4latch的使用，fpga中基本不要用latch，asic中就看需要和设计的能力了;
5dsp或者其他计算模块的调用。很多fpga中提供了dsp，乘法器等等，当然有空间的话也可以自己写。asic中基本都要自己设计的。不知道有没有厂商提供这些。;
6基于soc的设计，对于模拟部分的应用，fpga上做数模混合设计只有有限的功能。asic上就不说了
7pll等的时钟处理，fpga上也提供时钟处理的dcm，dll，pll等，但是远没有asic的强大，所以在写code的时候对时钟就要想好他们的多少;
8速度的差别，一般来说同样代码在两个地方实现的速度是不同的。在具体应用的时候要注意

Answer 3

FPGA是一种集成电路，包含许多（64至10，000多个）相同的逻辑单元，可以将它们视为标准组件。每个逻辑单元可以独立承担一组有限的个性中的任何一个。单个单元通过电线矩阵互连和可编程开关。通过为每个单元指定简单的逻辑功能并有选择地闭合互连矩阵中的开关来实现用户的设计，通过将这些基本模块组合以创建所需的电路来创建复杂的设计现场可编程意味着FPGA的功能由用户的程序定义取决于设备的具体情况，该程序会在电路板组装过程中永久或半永久性地“刻录”，或在每次开机时从外部存储器加载。
FPGA具有三个主要的可配置元素：可配置逻辑块（CLB），输入/输出块和互连。CLB提供用于构建用户逻辑的功能元素。IOB提供封装引脚和内部信号线之间的接口。可编程互连资源提供路由路径，以将CLB和IOB的输入和输出连接到适当的网络。现场可编程门阵列（FPGA）提供了定制CMOS VLSI的优势，同时避免了传统掩膜门阵列的初始成本，时间延迟和固有风险。通过将配置数据加载到内部存储单元中来定制FPGA。复杂可编程逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）成为每个系统设计的关键部分。有许多具有不同架构/过程的不同FPGA。

Answer 4

个人理解为，FPGA是IC的一个重要分支；所谓IC设计即为集成电路设计或芯片设计，而FPGA主要用于IC设计的原型验证，校验芯片（集成电路）的逻辑是否正确。

Answer 5

FPGA是实现数字IC的一个途径。就像定制，半定制，门阵都是半导体企业为集成电路实现提供的选择之一。