FPGA是一种硬件可重构的体系结构。它的英文全称是Field Programmable Gate Array，中文名是现场可编程门阵列。
定义：FPGA 器件属于专用集成电路中的一种 半定制电路可编程的逻辑列
FPGA 器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，能够有效的解决原有的器件门电路数较少的问题。 FPGA 的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元。由于FPGA具有布线资源丰富，可重复编程和集成度高，投资较低的特点，在数字电路设计领域得到了广泛的应用。FPGA的设计流程包括算法设计、代码仿真以及设计、板机调试，设计者以及实际需求建立算法架构，利用EDA建立设计方案或HD编写设计代码，通过代码仿真保证设计方案符合实际要求，最后进行板级调试，利用配置电路将相关文件下载至FPGA芯片中，验证实际运行效果。
导读：经常被很多同学问到“FPGA是什么”，作为一名即将来成电少年学接受FPGA就业订单班培训，未来准备从事FPGA工程相关的工作，怎么可以不知道“FPGA是什么”呢？怎么可以不知道从事FPGA工程师工作的情景呢？本文分两个部分系统介绍一下“FPGA是什么？”，第一部分是FPGA是什么及其结构、原理、厂商等，第二部分是从事FPGA工作需要具备什么技能。
第一部分 FPGA是什么？
（一）FPGA概念，名词解释。
FPGA是Field Programmable Gate Array的简称，中文名称为“现场可编程门阵列”，是一种可重复编程器件，是在PAL(可编程逻辑阵列)、GAL(通用阵列逻辑)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等传统逻辑电路和门阵列的基础上发展起来的一种半定制电路，主要应用于ASIC(专用集成电路)领域，既解决了半定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。其重要的特点是“可重复编程、低功耗、低时延、算力强”。
（二）FPGA结构，工作原理。
FPGA包括CLB(可配置逻辑模块)、IOB(输入输出模块)、内部连线三大部分，具有和传统的可编程器件所不同的结构。FPGA通过向内部静态存储单元加载编程数据来实现逻辑功能，存储在存储单元中的值决定逻辑单元的逻辑功能以及各逻辑单元模块之间或模块与I/O间的连接方式，并最终决定了FPGA所实现的功能。FPGA利用小型查找表来实现组合逻辑，每个查找表连接到一个D触发器的输入端，D触发器用来驱动其他逻辑电路或I/O，由此构成一个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相互连接或连接到I/O模块。
（三）FPGA特点，独有优势。
1、很多定制化芯片采用FPGA设计，用户不需投片生产就能得到合用的芯片；
2、采用FPGA设计ASIC电路，周期短、费用低、风险小、质量稳定；
3、FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低；
4、FPGA体系结构、逻辑单元灵活、集成度高、适用范围广；
5、FPGA兼容了PLD和通用门阵列的优点，可实现较大规模的电路；
6、可现场重复编程，后期维护成本低；
7、FPGA是并行计算，可以同时满足多功能需求。
（四）FPGA厂商，科普必看。
1、Xilinx(开发平台是ISE，是FPGA的发明者，38年来专注于FPGA生态研发；
2、Altera(开发平台是Quartus II，是可编程逻辑器件的发明者；
3、Actel(开发平台是Libero)；
4、Lattice(开发平台是 ISPLEVER)；
5、Atmel；
6、国内厂商有：紫光、高云、安路。
第二部分 FPGA 工程师需要掌握什么技能？
（一）FPGA工程师必备技能
1、Verilog语言及其于硬件电路之间的关系；
2、器件结构；
3、开发工具（熟练掌握Synplify、vivodo、ISE、Modelsim)；
4、数字电路（组合电路，触发器，特别是D触发器构成分频器，奇数倍分频占空比为50%，时序电路，并且能用Verilog语言描叙）；
5、熟悉FPGA设计流程（仿真，综合，布局布线，时序分析）；
6、熟练掌握资源估算（特别是slice、lut、ram等资源的估算）；
7、同步设计原理；
8、熟练掌握基本概念（如建立时间，保持时间，流量（即所做FPGA设计的波特率）计算，延迟时间计算（所做FPGA设计），竞争冒险，消除毛刺的方法等等）；
9、具备具体设计经验（对应届生而言如毕业设计）；
10、良好的设计思路（流水线设计即熟称打拍子，在速率资源功耗之间的折中考虑）。
（二）FPGA工程师薪资情况
从成电少年学近三年的就业数据看（应届）：2020年就业入职学员平均薪资10384.33元，2021年就业入职学员平均薪资11600元，2022年就业入职学员平均就业薪资12626元。比同期应届毕业生薪资高出52%。如果一位有经验3-5年工作经验的工程师，年平均薪资在30-50万。
FPGA是什么？成电少年学有解～
“FPGA是什么？”
这个问题被很多人问到过，其中部分有电子专业的同学们。其实，这并不新鲜，FPGA虽然不是什么新事物，但确实在过去的30年里接触的人很有限。目前国内也只有千人左右的FPGA工程师（《中国集成电路产业人才白皮书》看到的）。
为什么偏偏是这几年FPGA被市场热衷呢？
只说几点：
1、AI，算力的需要；
2、5G，通信的需要；
3、云，加速的需要；
4、芯片，验证的需要；
也是因为以上几点，现场可编程门阵列(FPGA)，显得“鹤立鸡群”，是超级棒的器件。
通俗讲，FPGA就是芯片（你可以把理解为高级的芯片）。
英文全称：Field-Programmable Gate Array
中文解释：可编程逻辑门阵列
独特优势：可重复编程+低功耗
FPGA和其他芯片本质的区别是什么？
FPGA出现之前，所有集成电路都可以看是一栋建好的房子，房子建成后没办法再改变房子的主体结构。同时，在建造过程中会浪费掉很多材料。
FPGA就像是建房子所需要的各种材料，想建什么样的房子，都可以自由组合，想建成什么样随你，建的不好，可以重新建。这就是为什么被称为可编程。
FPGA和CPU、GPU、ASIC的区别是什么？
比如商场里现成的玩具模型，小汽车、城堡等，这些买来就可以玩，是厂家给你做好的。喜欢什么就买什么，买了四个轮子的小汽车，发现四个轮子不好玩，其实想要三轮车，这就没办法，你只能再去掏钱买。这相当于ASIC；
买了一台游戏机，玩什么游戏另外插卡。没有游戏卡，就是废铁。这就相当于CPU或者ARM。
FPGA相当于乐高积木，买来的是一大堆零件（FPGA里的IOB、SLICE、blockram等），车轮、屋顶这些零件集成度很高（相当于FPGA里的DCM、DSP等）；玩家根据图纸，可以搭出多种样式的模型。
谁能生产FPGA？
目前两个大厂：1、Xilinx（赛灵思），2、Altera（英特尔）。
关于FPGA的基础概述，就是这些了。
FPGA是一种可重复编程的半定制芯片。有点是算力强、功耗低、低时延。也有算不上缺点的缺点，就是因为算力太强大，功能有点用不完，有点浪费资源。
FPGA是英语 （Field programmable Gate Array） 的缩写， 即现 场可编程门阵 。它的结构类似于掩膜可编程门阵 （MPGA）， 由可 编程逻辑功能块和可编程I/O模块排成阵列组成， 并由可编程的内 部连线连接这些逻辑功能块和I/O模块来实现不同的设计。
1 、FPGA与MPGA的区别：
MPGA利用集成电路制造过程进行编程来形成金属互连， 而 FPGA利用可编程的电子开关实现逻辑功能和互连。
2 、FPGA与CPLD的区别：
1) 结构不同： FPGA是由可编程的逻辑模块 、可编程的分段互连线 和I/O模块组成， 而CPLD是由逻辑阵列块 、可编程连线阵列和I/O 模块组成。
2) CPLD延时可预测 （Predictable）， FPGA的延时与布局布线情况 有关。
3) CPLD 组合逻辑多而触发器较少， 而FPGA触发器多。
万能芯片、半定制芯片、可重复编程芯片
FPGA是万能芯片，可以重复编程的逻辑芯片
FPGA 未来应用应该很广泛
这几年FPGA确实很火，以前都是嵌入式，现在都是FPGA
国产FPGA开发平台的资源比较少哇，成电国芯FPGA云课堂可以整理、录制一些国产FPGA紫光的教程吗？
FPGA 就是一块「能反复改电路、现场随便重新布线」的万能芯片，介于 纯硬件电路板 和 定制芯片 ASIC 中间的中间层硬核岗位。
按集成电路岗位层级给你分层对标，秒懂
1. 最底层：画板子的硬件工程师
搞 PCB、画电路图、布线、选元器件，只会搭现成芯片，改不了芯片内部电路。
层级：纯应用，不懂芯片内部。
2. 中间层：FPGA 工程师
比硬件工程师高半级，比做芯片设计的低半级。
不用流片、不用造真实芯片，但能自己在 FPGA 芯片内部搭逻辑、造电路、写硬件逻辑代码。
相当于：
别人是用现成零件拼机器，FPGA 是自己先在内部造零件、再拼高端机器。
能做图像处理、高速通信、AI 加速、工控、军工、大赛项目，软硬通吃。
3. 顶层：IC 设计 / ASIC 芯片设计工程师
做真正量产的定制芯片（手机芯片、射频、MCU、AI 芯片）。
要架构设计、写 RTL、仿真、综合、布局布线、流片代工，周期长、成本极高、不能随便改。
三者人话总结层级
1. 硬件工程师：只会用芯片、拼板子，改不了芯片内部。
2. FPGA 工程师：能自己造芯片内部逻辑，但不用流片，可反复改、成本低、上手快，是 IC 入门、高薪过渡黄金岗。
3. IC/ASIC 设计：做最终量产真芯片，门槛最高、周期最长、天花板最高。
再通俗一句大白话
PCB 硬件是搭积木，FPGA 是自己造积木再搭，IC 设计是造工厂批量生产积木。
FPGA 就是集成电路里门槛适中、上手快、竞赛刚需、转行高薪、进可转 IC 设计、退可做高端硬件的黄金中间岗位。
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