现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array)简称FPGA。

      FPGA是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础之上进一步发展的产物。FPGA属于可编程逻辑芯片,具有很强的使用灵活性和方便性,它采用硬件描述语言(HDL)进行系统的行为级和寄存器传输级(RTL)设计,其基本思想是利用软件的思维进行硬件设计。同一片FPGA通过进行不同的编程烧写可实现不同的逻辑电路功能。全球FPGA器件的主要制造商有Xilinx、Altera和Lattice公司。

      FPGA一般由三种可编程电路和一个用于存放编程数据的SRAM组成,这三种可编程电路是:可编程逻辑块(CLB, Configurable Logic Block)、输入/输出模块(IOB, Input/Output Block)和互连资源(IR, Interconnect Resource)。

      FPGA克服了专用集成电路(ASIC, Application Specific Integrated Circuit)在使用灵活性等方面的不足,并广泛用于ASIC原型设计,迄今FPGA已经在通信、电子、系统、网络、安全、数字图像处理、数字信号处理、仪器仪表、工业控制、军事和航空航天等领域得到了广泛应用。随着技术与工艺进步,FPGA的性能与容量在不断提升,目前已经具有SOC(System-On-a-Chip, 系统级芯片)和SOPC(System-On-a-Programmable-Chip, 系统级可编程芯片)的功能。随着芯片性能与容量的进一步提升以及功耗与成本的进一步下降,FPGA将会进入更多的应用领域,并发挥出愈来愈重要的作用。

      数字电影在编码制作系统和播放设备的研发实现中广泛使用了FPGA器件。当前数字电影JPEG2000图像编解码系统的实现方案主要有基于ASIC(专用集成电路)专用硬件、基于FPGA可编程硬件和基于软件三种,如图34所示,其中基于FPGA可编程硬件的实现方案已成为数字电影图像媒体模块(IMB)和播放服务器系统设计研发的主流方案和发展趋势。

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