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FPGA不擅长做什么?

09/30 10:50
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大侠好,欢迎来到FPGA技术江湖,江湖偌大,相见即是缘分。大侠可以关注FPGA技术江湖,在“闯荡江湖”、"行侠仗义"栏里获取其他感兴趣的资源,或者一起煮酒言欢。“煮酒言欢”进入IC技术圈,这里有近100个IC技术公众号。

今天给大侠带来在FPAG技术交流群里平时讨论的问题答疑合集(二十二),以后还会多推出本系列,话不多说,上货。

Q:FPGA不擅长做什么?各位大佬,请问FPGA除了不擅长做浮点运算,其他不适合应用的领域包括什么?

A:FPGA 在以下方面相对不擅长或不太适合:

1. 通用计算密集型任务:对于需要大量复杂计算且对计算精度要求不高的通用任务,如大规模数据处理、一般性的科学计算等,使用通用 CPU 或 GPU 可能更高效,因为它们在软件层面上具有更好的编程便利性和优化工具。

2. 对成本极其敏感的大规模量产产品:如果产品对成本要求非常苛刻,且功能相对固定,使用专用集成电路(ASIC)进行定制化设计可能更经济,因为 ASIC 在大规模生产时单位成本更低。

3. 复杂的操作系统支持:虽然可以在 FPGA 上实现一些简单的实时操作系统,但对于需要完整、复杂操作系统支持的应用,如通用个人电脑和服务器等,传统的 CPU 架构更具优势。

4. 超低功耗的简单应用:在一些对功耗要求极低且功能简单的场景,如小型传感器节点等,使用超低功耗的微控制器可能更合适。

Q:为什么嵌入式调试经常用UART,却很少用SPI、I2C或USRT?用UART这种异步通信接口来调试,要指定正确的波特率;用SPI、I2C或USRT等同步通信接口就不需要,为什么很少有用这些同步通信接口来调试和登录Linux?

A嵌入式调试中经常使用 UART 而较少使用 SPII2C 或 USRT 等同步通信接口,主要有以下几个原因:

1. 硬件实现简单:UART 只需要两根线(TX 和 RX)即可实现通信,硬件连接相对简单,成本较低。而 SPI 通常需要至少四根线(CS、CLK、MOSI、MISO),I2C 也需要两根线(SDA 和 SCL)并且需要上拉电阻,硬件实现相对复杂一些。

2. 通用性强:大多数微控制器和处理器都内置了 UART 接口,并且在不同的平台上具有较好的兼容性和可移植性。

3. 无需复杂的时钟同步:UART 是异步通信,不需要严格的时钟同步,对于调试环境来说更加灵活和方便。而 SPI 和 I2C 等同步通信接口需要精确的时钟同步,增加了调试的复杂性。

4. 易于与计算机连接:计算机通常都有现成的串口(通过 USB 转串口等方式)可以与 UART 进行连接,无需特殊的硬件接口或转换芯片

5. 波特率设置相对灵活:虽然需要指定波特率,但通常有一系列常见的波特率可供选择,并且在一定范围内的误差可以被容忍,不影响数据的传输和理解。

6. 便于观察和分析:通过串口终端软件可以直观地查看发送和接收的数据,方便进行调试信息的输出和监控。

综上所述,UART 在硬件实现、通用性、灵活性和与计算机连接的便利性等方面具有优势,使其成为嵌入式调试中常用的通信接口。

Q:USB4 接口与 Thunderbolt 3 有哪些异同点?

A:USB4 接口与 Thunderbolt 3 有哪些异同点,主要从一下几个方面简单阐述,仅供参考:

• 传输速率:USB4 的传输速率最高可达40Gbps,而 Thunderbolt 3的传输速率也为40Gbps,但在实际使用中,USB4的传输速率可能会受到其他因素的影响,例如连接的设备数量、传输的数据类型等,导致其传输速率可能低于 Thunderbolt 3。

• 兼容性:USB4 可以兼容 Thunderbolt 3和其他 USB 协议,而 Thunderbolt 3则只能兼容 Thunderbolt 3和 USB 协议。这意味着 USB4 设备可以与更多的设备进行连接和通信,而 Thunderbolt 3设备则只能与支持 Thunderbolt 3或 USB 协议的设备进行连接。

• 功能:Thunderbolt 3支持菊花链式连接,可以通过一个接口连接多个设备,并且支持更高的功率输出,可以为设备提供更高的充电功率。此外,Thunderbolt 3还支持雷电网络,可以实现高速的数据传输和网络连接。而 USB4 则不支持这些功能。

• 成本:由于 Thunderbolt 3需要使用专用的芯片和技术,因此其成本相对较高。而 USB4 则可以使用现有的 USB-C 芯片和技术,成本相对较低。

总之,USB4 接口和 Thunderbolt 3 接口都是高速数据传输接口,各有优缺点。

今天先整理三个问题答疑,后续还会持续推出本系列。

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