在嵌入式系统中使用FPGA时的常见问题及对策

　　电子发烧友网核心提示：在嵌入式系统中使用FPGA时会经常出现以下常见问题，如在嵌入式设计中，怎样使用FPGA、在嵌入式设计中，怎样采用FPGA进行设计来降低风险等。今天电子发烧友网小编就跟大家一起来解答这些常见问题。

　　问：在嵌入式设计中，怎样使用FPGA？

　　答：在嵌入式系统中，有很多方式来使用FPGA。典型应用包括：

　　I/O和外设扩展——增加当前处理器所不具有的外设，例如LCD或者存储器控制器等，也可以通过增加以太网、GPIO或者UART端口来增加系统中I/O通道的数量。

　　协处理——把在处理器中运行，需要大量计算的软件算法移植到FPGA硬件中，从而提高系统性能。在硬件而不是在软件中运行信号处理、图像处理和数据包处理应用程序，性能可以提高几个数量级。

　　定制嵌入式控制器——由您来决定您的定制嵌入式控制器包括哪些（以及多少）处理器、外设、接口、直接存储器访问（DMA）通道和存储器。

　　多处理器——把任务分配到多个CPU上，加速软件开发，提高软件可靠性，增强可维护性。您可以在一片FPGA中设计多处理器系统，作为定制系统，增加外部CPU或者数字信号处理器。

　　问：在嵌入式设计中，怎样采用FPGA进行设计来降低风险？

　　答：FPGA开发人员具有传统嵌入式解决方案无法提供的多种优势：

　　保护您的软件投入不会受到处理器过时的影响——由于您拥有基于FPGA的嵌入式处理器硬件设计，因此，您的软件投入会受到保护，处理器过时不会影响它。在最差的情况下，您可以把嵌入式设计移植到新的FPGA系列中，需要进行电路板重新设计。但是，由于处理器子系统没有改变，因此，您的软件投入保持不变。

　　缩短产品面市时间——通过在您的设计中加入FPGA，您能够尽早发布具有最新特性的新产品，然后随着时间的推进不断更新硬件。Altera提供较简单的方法通过互联网来远程更新FPGA硬件设计。在某些情况下，整条产品线可以基于一种电路板设计；所有的变化都含在FPGA中。

　　适应需求的变化——利用FPGA，即使完成PCB之后，也可以加入或者改变硬件特性，适应最后一刻更改，以及标准的变化。了解关于灵活性的详细信息：Nios II嵌入式处理器：利用灵活的硬件建立竞争优势。

　　不需要重新设计电路板，提高系统性能——有时候您会在设计后期发现系统无法满足性能要求。在系统中采用FPGA，不需要重新设计电路板，也不需要购买速率等级更高的器件或者采用汇编语言重新编写软件，便能够进一步提高性能。您可以在FPGA中加入多个处理器、定制指令和硬件加速器来提升系统性能，不需要重新设计电路板。了解关于怎样提高性能的详细信息：Nios II嵌入式软处理器提升系统性能方式详解。