FPGA芯片取代ASIC主要因素在于功耗

　　FPGA，中文意为现场可编程门阵列，是在其他几种可编程器件，如PAL、GAL、CPLD的基础上发展起来的，作为ASIC（专用集成电路）领域中的一种半定制电路，它既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程门器件电路数有限的缺点。虽然相比较ASIC有更优秀的理由，但它并不能取代ASIC，主要原因在于功耗，比如，用在智能手机上，采用FPGA的芯片使锂电池的续航能力更弱。

　　如欲更直观地了解FPGA可以举出一个案例。

　　在个人电脑领域，英美研究人员在2010年12月开发出一款中央处理器，将1000个内核有效集成于一个FPGA芯片上，这使得微晶片像含有数百万个晶体管一样，而晶体管是任何电路的基本组成部分。FPGA实际上是一种相对于ASIC的半成品，可以由用户安装到特定电路上，它们的功能并不是在出厂时就设定好的，这样一来，用户可以将晶体管划分为一个个“小部门”，要求每个“小部门”完成不同的任务。

　　由于FPGA要适应更多的产品设计，因而其必要的配置事实上更多一些，如此一来，功耗自然大的多。所以，实现快速运行，降低功耗和成本，优化时钟管理并降低FPGA与目前通用范围广泛的PCB并行设计的复杂性是FPGA系统设计考虑的关键问题。大容量、高速率和低功耗已经成为FPGA的发展重点。

　　一、大容量。容量是FPGA最基本的技术参数，就象镍氢电池与锂电池对于容量的要求一样，容量越大，则意味着FPGA拓展的新领域越多。因此，每次新工艺芯片的发布，都意味着芯片容量的增加，用锂电池来打比方，从最早替代镍氢电池用于便携式电器，到后来因为容量增加而出现了车用动力锂电池，随着技术发展，用于智能电站储能系统的更大容量锂电池也正在该领域得到日益普遍的推广。

　　二、高速率。如今的多媒体产品技术瓶颈很多表现为速度过慢，出现“卡”机的情况，更有甚者出现死机，这是数据系统问题，也就是带宽问题。为推进FPGA更广泛的应用，当前流行的FPGA都可以提供各种高速总线。为解决数据高速传输问题，FPGA提供高速串行I/O（带宽），为不同标准的高速传输提供灵活性。

　　三、低功耗。随着电子产品的兼容性发展趋势更加明显，功耗成为电子产品开发必须考虑的问题，因为FPGA设置了更多的兼容性，因而功耗更大，加上电子产品本身需要更大功耗，这种叠加功耗使FPGA无法替代专业ASIC。更进一步说，所有以电池供电的手持式应用都无法直接使用FPGA，如需要大容量锂电池的iphone4在面临一次充电不能满足一天使用的情况下，采用耗电量大的FPGA芯片显然并不合适。

　　如在文章开头所说的，FPGA芯片逐渐成为许多应用系统的核心，在快速发展面前，需要FPGA具有更强的动态编程能力，以容纳不断完善的协议制度，以及不断提出的平台优化需求。

　　这些可以归纳为大（容量）、高（速率）、低（功耗）、强（动态）四要素，而低功耗是对其它三要素的支持与补充。