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FPGA不擅長做什么?

09/30 10:50
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大俠好,歡迎來到FPGA技術(shù)江湖,江湖偌大,相見即是緣分。大俠可以關(guān)注FPGA技術(shù)江湖,在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源,或者一起煮酒言歡?!爸缶蒲詺g”進入IC技術(shù)圈,這里有近100個IC技術(shù)公眾號。

今天給大俠帶來在FPAG技術(shù)交流群里平時討論的問題答疑合集(二十二),以后還會多推出本系列,話不多說,上貨。

Q:FPGA不擅長做什么?各位大佬,請問FPGA除了不擅長做浮點運算,其他不適合應(yīng)用的領(lǐng)域包括什么?

A:FPGA 在以下方面相對不擅長或不太適合:

1. 通用計算密集型任務(wù):對于需要大量復(fù)雜計算且對計算精度要求不高的通用任務(wù),如大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、一般性的科學(xué)計算等,使用通用 CPU 或 GPU 可能更高效,因為它們在軟件層面上具有更好的編程便利性和優(yōu)化工具。

2. 對成本極其敏感的大規(guī)模量產(chǎn)產(chǎn)品:如果產(chǎn)品對成本要求非??量?,且功能相對固定,使用專用集成電路(ASIC)進行定制化設(shè)計可能更經(jīng)濟,因為 ASIC 在大規(guī)模生產(chǎn)時單位成本更低。

3. 復(fù)雜的操作系統(tǒng)支持:雖然可以在 FPGA 上實現(xiàn)一些簡單的實時操作系統(tǒng),但對于需要完整、復(fù)雜操作系統(tǒng)支持的應(yīng)用,如通用個人電腦和服務(wù)器等,傳統(tǒng)的 CPU 架構(gòu)更具優(yōu)勢。

4. 超低功耗的簡單應(yīng)用:在一些對功耗要求極低且功能簡單的場景,如小型傳感器節(jié)點等,使用超低功耗的微控制器可能更合適。

Q:為什么嵌入式調(diào)試經(jīng)常用UART,卻很少用SPI、I2C或USRT?用UART這種異步通信接口來調(diào)試,要指定正確的波特率;用SPI、I2C或USRT等同步通信接口就不需要,為什么很少有用這些同步通信接口來調(diào)試和登錄Linux?

A嵌入式調(diào)試中經(jīng)常使用 UART 而較少使用 SPI、I2C 或 USRT 等同步通信接口,主要有以下幾個原因:

1. 硬件實現(xiàn)簡單:UART 只需要兩根線(TX 和 RX)即可實現(xiàn)通信,硬件連接相對簡單,成本較低。而 SPI 通常需要至少四根線(CS、CLK、MOSI、MISO),I2C 也需要兩根線(SDA 和 SCL)并且需要上拉電阻,硬件實現(xiàn)相對復(fù)雜一些。

2. 通用性強:大多數(shù)微控制器和處理器都內(nèi)置了 UART 接口,并且在不同的平臺上具有較好的兼容性和可移植性。

3. 無需復(fù)雜的時鐘同步:UART 是異步通信,不需要嚴格的時鐘同步,對于調(diào)試環(huán)境來說更加靈活和方便。而 SPI 和 I2C 等同步通信接口需要精確的時鐘同步,增加了調(diào)試的復(fù)雜性。

4. 易于與計算機連接:計算機通常都有現(xiàn)成的串口(通過 USB 轉(zhuǎn)串口等方式)可以與 UART 進行連接,無需特殊的硬件接口或轉(zhuǎn)換芯片

5. 波特率設(shè)置相對靈活:雖然需要指定波特率,但通常有一系列常見的波特率可供選擇,并且在一定范圍內(nèi)的誤差可以被容忍,不影響數(shù)據(jù)的傳輸和理解。

6. 便于觀察和分析:通過串口終端軟件可以直觀地查看發(fā)送和接收的數(shù)據(jù),方便進行調(diào)試信息的輸出和監(jiān)控。

綜上所述,UART 在硬件實現(xiàn)、通用性、靈活性和與計算機連接的便利性等方面具有優(yōu)勢,使其成為嵌入式調(diào)試中常用的通信接口。

Q:USB4 接口與 Thunderbolt 3 有哪些異同點?

A:USB4 接口與 Thunderbolt 3 有哪些異同點,主要從一下幾個方面簡單闡述,僅供參考:

? 傳輸速率:USB4 的傳輸速率最高可達40Gbps,而 Thunderbolt 3的傳輸速率也為40Gbps,但在實際使用中,USB4的傳輸速率可能會受到其他因素的影響,例如連接的設(shè)備數(shù)量、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型等,導(dǎo)致其傳輸速率可能低于 Thunderbolt 3。

? 兼容性:USB4 可以兼容 Thunderbolt 3和其他 USB 協(xié)議,而 Thunderbolt 3則只能兼容 Thunderbolt 3和 USB 協(xié)議。這意味著 USB4 設(shè)備可以與更多的設(shè)備進行連接和通信,而 Thunderbolt 3設(shè)備則只能與支持 Thunderbolt 3或 USB 協(xié)議的設(shè)備進行連接。

? 功能:Thunderbolt 3支持菊花鏈式連接,可以通過一個接口連接多個設(shè)備,并且支持更高的功率輸出,可以為設(shè)備提供更高的充電功率。此外,Thunderbolt 3還支持雷電網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)連接。而 USB4 則不支持這些功能。

? 成本:由于 Thunderbolt 3需要使用專用的芯片和技術(shù),因此其成本相對較高。而 USB4 則可以使用現(xiàn)有的 USB-C 芯片和技術(shù),成本相對較低。

總之,USB4 接口和 Thunderbolt 3 接口都是高速數(shù)據(jù)傳輸接口,各有優(yōu)缺點。

今天先整理三個問題答疑,后續(xù)還會持續(xù)推出本系列。

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