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淺談FPGA

世界上所有的消費性電子

從手機電腦到電風扇遙控器

所有物聯網的應用

都是從所謂的積體電路(IC)發展而來

隨著製程技術的進步

也就是台積電、三星、聯電的發展

IC每過18個月就會效能就會提高一倍

這就是耳熟能詳的莫爾定律



IC雖然發展的如此迅速

但要做出一個可以賣的IC卻相當不簡單

從前端的硬體電路設計

的後端的佈局佈線

每個環節都相當嚴謹不容出錯

最後交給台積電可要花上好幾千萬才能 tapeout 一顆 IC 呢

那今天出bug的話怎麼辦

大家只好一個一個揪出來抓戰犯

正常的中小公司不太能夠一直承受 tapeout 之後賠錢

但你今天沒有把硬體真的做出來

只靠電腦模擬的結果一定跟真實電路表現有所差異

那怎麼辦

這時候就要靠 FPGA 了

完整的中文名稱叫做”現場可程式化邏輯閘陣列”

好的 完全不要管這個名稱吧

簡單來說

FPGA 裡面有著可以任意排列的硬體邏輯元件

我們可以使用這些元件先擺放出要拿去生產的電路邏輯

這完全可以復現出真實硬體的表現

藉此我們可以省下一大筆錢

先利用 FPGA 來驗證

之後確定沒問題後再正式拿去 tapeout 啦

而且 FPGA 是可以重複使用的喔

真的是一個很神的東西呢



我知道大家一定不敢直接問所以我自問自答

疑問一:FPGA 一個要多少錢

ans:一塊altera de0 教育版,大約3500,真正公司在用的 FPGA 大多都超過十萬喔

疑問二 :FPGA 便宜這麼多,那為什麼公司不直接用這個

ans:...這一塊很大塊耶,如果你的手機長這樣你會想買嗎?還有 FPGA 的速度比 tapeout 出來的 IC 還要慢十幾倍,你的手機變這麼慢你也不能接受吧

疑問三:學習這個需要什麼基礎嗎?

(跟我學當然不需要基礎XD)

ans: 學這個需要先學習數位邏輯,就是布林代數、卡諾圖、綜合邏輯等等,之後就可以學習硬體描述語言 verilog 啦


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