学习嵌入式的同学都知道，嵌入式一般分成这几种chip，有51，有stm32 mcu，有soc，有dsp，有gpu，有npu，最后一种就是fpga。有的最后是单独卖，有的需要一个上位机。前面几种一般就是软件编程为主，应用也比较广，只有最后一种fpga，它的使用和前面几种差异很大，听说过的人多，用的人少。今天正好来聊一聊。

1、fpga的基础是时钟、复位和信号

如果是软件开发，大部分都是c语言开发，少部分是c++开发。既然是软件开发，那就是我们写好软件之后，由编译器和链接器生成二进制代码之后，送到flash里面，等着被cpu执行。不管这个cpu属于51、arm、还是dsp，它都是一条一条去执行的。所以软件执行的基础是汇编指令。

但是fpga不同，它的基础是一个、一个的数字信号。从颗粒度来说，它要比纯软件细很多。基本上每一个外设，每一个接口都需要去详细设计，当然这个过程中也可以使用厂家提供的ip，或者是sample code。每一个fpga工程都有一个top module，这个top module中除了clk、rst，剩下来就是各种外设，包括gpio、sdram、lcd、camera、spi、iic等等。这里说的是，相比较纯软件的芯片，fpga本身更接近硬件一点。

2、fpga的并发问题

和软件一条一条去执行不同，fpga天生就是并发的。当然，我们也可以说，多核cpu也可以并发执行。不过这种并发和fpga比起来，还是小巫见大巫。因为fpga，本身设计的时候，就是让所有的register在一个clock下面，并发运行，这是它的基因决定的。

至于是不是所有的register，真的每一个时刻都要去变更，这个真不一定。首先，我们会切分成不同的module，每一个module都是独立的状态机。module里面，如果复杂程度比较高，还会继续切分成子模块。另外，对于每一个module而言，如果register之间相互依赖，那么即使是并发的fpga，也会变成顺序执行的形式，这个时候就和mcu开发是一样的了。

3、fpga的demo居然和mcu demo一致

fpga具有天生的并发特性，不过大家在学习和开发买板子的时候，却发现这样一个事实。那就是fpga的demo例子居然和mcu是一样的，也是从点灯、串口、定时器、spi、iic、ddr、屏幕这些开始，最后以一个小的工程收尾。这个时候大家就会很疑惑，既然fpga学的内容和mcu一致，而且fpga是并发思维，调试也不好调试，价格上也没有优势，为啥自己还要学习fpga？

4、价格问题

fpga本身是很垄断的行业，之前都是国外垄断，尤其是xilinx、altera和lattice三家公司，基本占据了全部的市场。现在慢慢的国产fpga起来了，尤其是中低端领域，国产fpga也开始展露头脚。不过和mcu相比较，fpga的整体价格还是偏贵，资源密集度也少。一般的mcu或者是soc板子，最便宜的十几块、二十几块就可以，fpga虽然说现在便宜一点了，最便宜的也要上百块，更不要说动则上千、几千的fpga了。

5、实际落地场景问题

从实际应用来看，fpga的应用还是在两个领域比较多。一个是希望用fpga做多接口的电路。比如一个mcu、soc，它的某种接口，例如spi、iic都是数量有限的，但是fpga几乎是全能的，做成什么接口都可以，数量没有限制。还有一种就是算法加速，特别是那种高带宽、低复杂度的算法。这种情况，特别适合cpu采样、fpga做预处理、接着cpu完成算法的场景，很多cpu+fpga的soc就是这么做的，以前可能只有zynq，现在很多国产的fpga厂商也开始支持这种模式了。图像就是fpga应用最合适的场景之一。

6、厂家的支持

大家使用fpga的时候，最好得到原厂的帮助，这样会快很多。不光fpga可以用ide开发，做一些简单的pll、fifo、ram、rom、乘法器、dma这些，还可以利用原厂的资源，获取pcie软核、mac软核，以及数量不低的sample code，这些都可以改一改就可以用在自己的产品上的。我们学习的时候，是需要一行代码一行代码去写，实际应用，最好还是建立在厂家的sample code基础之上去开发、去应用。