FPGA技術(shù)之所以具有巨大的潛在市場(chǎng)，其根本原因在于FPGA不僅可以實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)小型化、低功耗、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，且其開發(fā)周期短、投入少，芯片價(jià)格不斷下降。隨著芯片設(shè)計(jì)工藝水平的不斷提高，F(xiàn)PGA技術(shù)呈現(xiàn)出了以下三個(gè)主要的發(fā)展動(dòng)向。

基于IP庫的設(shè)計(jì)方案

未來的FPGA芯片密度不斷提高，傳統(tǒng)的基于HDL的代碼設(shè)計(jì)方法很難滿足超大規(guī)模FPGA的設(shè)計(jì)需要。隨著專業(yè)的IP庫設(shè)計(jì)公司不斷增多，商業(yè)化的IP庫種類會(huì)越來越全面，支持的FPGA器件也會(huì)越來越廣泛。

作為FPGA的設(shè)計(jì)者，主要工作是找到適合項(xiàng)目需要的IP庫資源，然后將這些IP整合起來，完成頂層模塊設(shè)計(jì)。由于商業(yè)的IP庫都是通過驗(yàn)證的，因此，整個(gè)項(xiàng)目的仿真和驗(yàn)證工作主要就是驗(yàn)證IP庫的接口邏輯設(shè)計(jì)的正確性。

目前，由于國內(nèi)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的相關(guān)法律法規(guī)還不盡完善，基于IP庫的設(shè)計(jì)方法還沒有得到廣泛應(yīng)用。但是隨著FPGA密度不斷提高和IP庫的價(jià)格逐漸趨于合理化，這種設(shè)計(jì)方案將會(huì)成為主流的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)。

基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)(SOPC)技術(shù)正在成熟

片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)技術(shù)是指將一個(gè)完整產(chǎn)品的功能集成在一個(gè)芯片上或芯片組上。SoC從系統(tǒng)的整體角度出發(fā)，以IP(Intellectual property)核為基礎(chǔ)，以硬件描述語言作為系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)的描述手段，借助于以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)的EDA工具進(jìn)行開發(fā)。由于SoC設(shè)計(jì)能夠綜合、全盤考慮整個(gè)系統(tǒng)的情況，因而可以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)性能。SoC的出現(xiàn)是電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的一場(chǎng)革命，其影響將是深遠(yuǎn)和廣泛的。

片上可編程系統(tǒng)SOPC(System on a Programmable Chip)是一種靈活、高效的SoC解決方案。它將處理器、存儲(chǔ)器、I/O口和LVDS等系統(tǒng)需要的功能模塊集成到一片F(xiàn)PGA中，構(gòu)成一個(gè)可編程的片上系統(tǒng)。

由于它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計(jì)方式，可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)，并具備軟硬件可編程的功能。

SOPC保持了SoC以系統(tǒng)為中心、基于IP模塊的多層次、高度復(fù)用的特點(diǎn)，而且具有設(shè)計(jì)周期短、風(fēng)險(xiǎn)投資小和設(shè)計(jì)成本低的優(yōu)勢(shì)，其通過設(shè)計(jì)軟件的綜合、分析、裁減，可靈活地重構(gòu)所需要的嵌入式系統(tǒng)。

這種技術(shù)的核心是在FPGA芯片內(nèi)部構(gòu)建處理器。Xilinx公司主要提供基于Power PC的硬核解決方案，而Altera提供的是基于NIOSII的軟核解決方案。Altera公司為NIOSII軟核處理器提供了完整的軟硬件解決方案，可以幫助客戶短時(shí)間完成SOPC系統(tǒng)的構(gòu)建和調(diào)試工作。

FPGA芯片向高性能、高密度、低壓和低功耗的方向發(fā)展

隨著芯片生產(chǎn)工藝不斷改善，F(xiàn)PGA芯片的性能和密度都在不斷提高。早期的FPGA主要是完成接口邏輯設(shè)計(jì)，如AD/DA和DSP的粘合邏輯?，F(xiàn)在的FPGA正在成為電路的核心部件，完成關(guān)鍵功能。

在高性能計(jì)算和高吞吐量I/O應(yīng)用方面，F(xiàn)PGA已經(jīng)取代了專用的DSP芯片，成為最佳的實(shí)現(xiàn)方案。因此，高性能和高密度也成為衡量FPGA芯片廠家設(shè)計(jì)能力的重要指標(biāo)。

隨著FPGA性能和密度的提高，功耗也逐漸成為了FPGA應(yīng)用的瓶頸。雖然FPGA比DSP等處理器的功耗低，但明顯高于專用芯片(ASIC)的功耗。FPGA的廠家也在采用各種新工藝和技術(shù)來降低FPGA的功耗，并且已經(jīng)取得了明顯的效果。