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FPGA与CPU、DSP和GPU的区别

• FPGA是硬件可编程，其他芯片为软件可编程。
• FPGA具有丰富的硬件计算单元以及分布式并行内存，其他芯片只有非常有限的计算资源，比如CPU只有几个高性能ALU，另外其他芯片一般使用一个共享内存，在任何是有只能进行一次的读或者写操作。
• FPGA灵活的硬件资源导致所使用的HDL语言抽象级别非常低，为RTL级，而其他芯片的编程语言都是在算法级或者系统级。
• CPU适用于调度和管理的场景，比如文件管理，人机交互。
• DSP适合数据处理，尤其是递归调用
• GPU适合大容量数据流处理

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FPGA的优势

传统的CPU提高性能的常见方式有：

• 提高时钟频率f
• 增加核的数目

由于芯片的功耗P同频率f和芯片工作电压V有如下关系：

因此FPGA通过较低频率如500MHz以及非常低的核电压0.8V、1.35V等来降低功耗，同时通过大量的硬件并行计算提高性能。FPGA有如下优势：

• 低功耗
• 高度并行，体现在并行的计算单元和内存单元
• 当前FPGA中嵌入了CPU软核和硬核，是的FPGA同时具有非常好的逻辑控制和高性能数据计算的能力

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Xilinx的FPGA架构

Xilinx FPGA有两种内存形式：

• 由2个18Kb的内存组成的BRAM，可以有多种配置（单端/双端、ROM/RAM）
• SLICEM中的LUT，可以配置为多种模式的分布式RAM，可以有多种配置（单端/双端、位宽）
  

使用C/C++ 来开发FPGA时需要关注的方面

• 算法的不同部分的功能
• FPGA底层单元的操作
• 算法不同部分同FPGA底层单元的映射关系
• 算法的FGPA资源使用率

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