淺析FPGA-ARM架構 其只是FPGA一個小小的應用

FPGA的應用非常廣泛，通信領域，視頻圖像處理領域，汽車電子領域，消費電子領域，工業(yè)領域，數(shù)據(jù)處理領域等，都能看到FPGA的身影。

在設計中，F(xiàn)PGA通常和其他處理IC架構，完成整個設計。FPGA-ARM架構是經(jīng)常用的一種架構。

通常ARM用作核心處理芯片，相當于人的大腦，而FPGA作為底層實踐、實現(xiàn)者，完成大部分電路驅(qū)動和數(shù)據(jù)采集處理，做一個不恰當?shù)谋扔鳎現(xiàn)PGA相當于人的四肢。在設計中，通常要衡量到底哪些事情需要ARM完成，哪些事情需要FPGA完成，完成的質(zhì)量如何，效率如何。

舉個例子，在圖像處理中，通常要把彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像處理。那么，到底該使用ARM將彩色圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像然后將數(shù)據(jù)傳給FPGA，還是直接用FPGA進行彩色到灰度的轉(zhuǎn)換。

在使用ARM的時候，都會外帶高速內(nèi)存（SDRAM），100M的速度。處理一般的圖像，完全可以勝任，這樣FPGA就不需要外掛內(nèi)存芯片的。但ARM的結構決定的ARM執(zhí)行過程是串行的，多線程的，在線程很多的情況下，很難保證及時將數(shù)據(jù)傳輸給FPGA，這樣FPGA經(jīng)常處于空閑，大大浪費FPGA的優(yōu)勢。

所以在設計過程中，通常在FPGA上外掛DDRII SDRAM，雖然會浪費IO口，以及一些FPGA內(nèi)部資源，但在處理圖像過程中，直接將處理過程放到FPGA上，以其并行的結構以及高速的處理能力，大大提高整體設計的數(shù)據(jù)處理能力。而ARM也將一大部分事務交給FPGA處理，減輕ARM負擔，提高ARM本身的處理能力。

這只是FPGA一個小小的應用而已，能將設計的效率提高一大截，同時速度也提高一大截。在設計中根據(jù)FPGA本身特點，合理的使用FPGA，可以使設計更加穩(wěn)定、可靠、高效。

以點到面，在其他領域的應用中，也可以借鑒這種思路。