我为什么会选择FPGA开发板？

几年前，我上大学时买过几块基于不同微控制器的开发板。我记得，虽然开发板本身不贵，但我还得在板子价格之外加上运费和税费，这些加起来超过了板价的50%。但如果我想测试那款微控制器，就别无选择。当我想测试其他功能时，又得买一块不同的板子——比如我想设计某种音频算法，就需要一款带I2S接口的微控制器。几年后，我开始使用FPGA，做的第一件事就是买了一块FPGA开发板。如今7年过去了，我仍然在用这块板子开发新算法、实现不同的外设。在这篇文章中，我想告诉你购买FPGA开发板而非微控制器开发板的优势。

第一，FPGA很酷，英特尔和AMD都深知这一点。是什么让这些巨头公司对FPGA产生了兴趣？FPGA相比微控制器和微处理器有一个巨大优势，那就是能够同时执行多项任务，数量按需而定——我们可以通过PCIe接口接收数据，同时通过SPI发送DAC的配置，还能以高精度时序闪烁LED。神经网络、数字信号处理算法、加密货币或硬件加速器都有一个共同点：它们需要并行化才能高效运作，甚至才能存在。这些显然是你在使用FPGA的第一个月不会去做的复杂任务，但几周之内你就会开始编写并行算法。

现在，也许你会想，市面上已有具备多个内核的微控制器或微处理器。你说得没错，但你知道如何通过IPC与TI双核DSP通信吗？与TI ARM呢？与Microchip SAMD呢？如果你使用的是微控制器开发板，你就只能用那颗微控制器，也只能学那颗微控制器的用法，但未来你入职的公司未必会用到那颗微控制器，你将需要重新学习其他厂商的寄存器以及如何管理其中间件——而这正是FPGA开发板的第二个优势：只要你学会使用其中一款，你就能使用任何一款。这里没有专有的寄存器名称，也没有配置各异的特定外设……你可以用同一份代码适配任何FPGA。

确实存在一些例外，例如当你使用FPGA的特定硬件（如PLL）时，但你只需知道如何在新FPGA上实例化PLL，其余代码将完全一致，这不是很棒吗？好吧，但你得学习一门不同于第一门课程中所学C语言的编程语言……是的，你得学习VHDL或Verilog，而Verilog基于C，所以整个代码对你来说会非常熟悉，因此这算不上一个正当的借口；此外还有像fpga4fun这样的网站，你可以在那里找到许多代码示例来实现自己的外设，因此你无需学习如何使用它们，因为你会自己设计它们。

至此，我希望你已经被说服去购买一块FPGA开发板而不是微控制器开发板。但如果你喜欢微控制器，喜欢它们的优点，并且它们的缺点对你来说不是什么大问题，那么你也可以拥有一块FPGA，并在其中实例化一个微控制器，或者更好的做法是，实例化任何微控制器。有许多微控制器可以实例化到FPGA中，例如ARM Cortex M1就是专为实例化到FPGA中而设计的。此外，如果你已经有一个使用流行的Cortex M3运行的设计，最近ARM已将其发布用于FPGA内部使用，并且它们使用传统方法进行编程。

不仅可以实例化ARM微控制器到FPGA中，你还可以实例化许多其他采用RISC架构的微控制器，如Microblaze或OpenRISC，而且显然，最酷的架构RISC-V也可以通过SeRV、VexRiscv、Rocket等项目实例化到FPGA中，而所有这些设计都可以使用Litex来创建——Litex是一个用于生成FPGA设计的框架，只需使用Python配置将加载到FPGA中的镜像，即可使用多个RISC-V。

关于价格，几年前FPGA开发板非常昂贵，因为它们是为特定应用而设计的。现在我们可以找到非常实惠的FPGA开发板。在速卖通上，你可以花15美元买到Sipeed Tang Nano 1k，或者花不到20美元买到它的大姐Sipeed Tang Nano 9k。如果你需要更多的资源，可以花不到100美元从Digilent购买Arty S7，或者花不到50美元购买SMF2000。

说到这里，你肯定想买一块FPGA开发板，因为它有所有的优点，而且，通过FPGA开发板你将学习硬件是如何工作的，你将理解为什么DDR内存被称为DDR等等。如果你决定购买FPGA开发板，但不知道买哪一个，联系我，我会帮助你。