我知道，我對與電子有關的所有事情都很著迷，但不論從哪個角度看，今天的現場可編程門陣列(FPGA)，都顯得“鶴立雞群”，真是非常棒的器件。如果在這個智能時代，在這個領域，想擁有一技之長的你還沒有關注FPGA，那么世界將拋棄你，時代將拋棄你。本公眾號作者ALIFPGA，多年FPGA開發經驗，所有文章皆為多年學習和工作經驗之總結。

工欲善其事必先利其器，開發FPGA的第一步，當然是選擇一片符合設計需求的芯片。

器件特色

選片第一個關注的應該是FPGA器件的專用資源。

例如是否需要高速接口，如果需要的話，需要多少個通道，各個通道需要的最高收發速度是多少。

同樣，如果需要實現運算量較大的算法模塊時，則要求FPGA器件需要有大量的DSP模塊，并擁有足夠多的RAM塊來配合這些DSP模塊。

規模大小

在選型時，因為FPGA設計還未開始，很難確定FPGA器件的規模。

通常的做法是，針對本次設計中想要用的FPGA器件系列，重新編譯之前的某些功能模塊，以便獲得一個大致正確的規模估計。

如果設計中使用了IP，這些IP核也需要編譯后，加入到總面積估算中。

再將需要加入的新功能進行設計估算。

兩方面加起來后，在此基礎上預估再增加20%-30%，基本上可以滿足之后的設計需求。

甚至有時，現有的嵌入式邏輯分析儀也需要耗費內部存儲模塊，調試過程的資源消耗可能也需要考慮在內。

若FPGA留有余量：

避免時序收斂對設計的影響，減少開發周期，快速進入板上調試階段；

則對設計后期修改或產品版本更新所增加的邏輯單元，就能比較容易的被接納；

設計在FPGA上正常運行后，如果FPGA上有大量未使用的資源，此時可以考慮換區一個比較小的器件以降低成本，這時候要注意的就是引腳在移植代碼時的修改問題。

速度需求

首先需要分析功能需求，然后在平衡資源與速度后，估計速度需求。同樣也可以根據之前的設計來確定，根據FPGA供應商提供的datasheet，在最大速度的基礎上，留出足夠的安全余量，確定選型。

當然，也可以直接選擇同類型的速度等級最高的器件，盡早的進入設計調試階段。等功能完善之后，再選用一個較慢的FPGA器件來做降成本的設計。

引腳

設計需要I/O接口類型，直接影響到FPGA器件所需要的引腳數目和封裝類型。在此必須知道I/O標準和驅動強度，以及外部的接口電氣標準。

同時需要關注設計中的信號完整性問題，這些都需要與硬件工程師討論后，進行確定。

甚至有時候調試階段，也需要預留部分引腳作為調試引腳（內嵌邏輯分析儀的資源不夠時）。

IP的可用性

包括兩方面：

一是芯片廠家的IP核的豐富性，如果提供足夠多的IP核，覆蓋我們的設計，當然是最好不過的；

二是芯片廠家是否愿意以可接受的價格（更多可能是免費）的方式將這些IP核提供給我們。

因為IP核的使用可以大大減少開發周期，縮短工時，降低開發成本，因此選型時也需要考慮這部分。

器件的可用性

一些老舊器件可能會面臨停產的風險，如果開發周期超過兩年以上，建議選擇最新或者次新的器件，因為幾年后，目前最新或者次新的FPGA器件在經濟上是比較劃算的，也不用擔心停產，導致供貨不足影響產品出貨；

功耗

根據設計的功能需求，確定FPGA需要使用的電源。例如對IP核、I/O、transceiver等模塊，提供各自獨立的電源層，FPGA需要的電源個數越多，電路板上的元器件成本就越高。

所以需要根據之前的設計、FPGA供應商提供的功耗評估軟件等估算將要消耗的功耗，從而確定所需的器件。

其他

其他方面包括：

器件的工具軟件易用性，對于一些國產的FPGA器件，其開發軟件穩定性較低，可能會額外增加開發成本，提高風險，因此在選型時，需要注意；

器件在高低溫、強輻射等極端環境下的性能表現；

產品的繼承性，一些常用功能模塊的可移植性，考慮選型時，可能需要多考慮可以繼承上一代產品的可用器件。

總之，在選型的時候，為自己和同事省事，為公司省成本。