eFPGA，全称为嵌入式FPGA（Embedded FPGA），顾名思义是将类似于FPGA的可编程逻辑阵列“嵌入”到ASIC或SoC中。在本文中，作者收集整理了几个关于eFPGA的常见迷思，以及对应的解答和讨论，谨供各位读者参考。

eFPGA性能指标相关的迷思

1. eFPGA的工作频率能否达到我的设计要求？

和ASIC相比，绝大多数的FPGA设计都无法达到同样的运行频率。其实，FPGA并非以高时钟频率取胜， FPGA的高性能主要是通过极高的硬件并行处理能力、深度流水线、以及高位宽总线等方式取得。

入式FPGA，即eFPGA的本质也是可编程逻辑阵列，因此单就运行频率而言并不能和ASIC相比。

不过，业界和学术界也在不断研究如何突破FPGA的频率限制，例如，英特尔在新一代的高端FPGA产品Stratix10中采用了HyperFlex架构，如下图所示，在可编程逻辑单元之间引入了多个寄存器阵列，可以将FPGA的运行速度增加1.5~2倍。

在老石的博士研究课题中，老石发现很多应用场景对误差的容忍度很高，因此对FPGA进行简单的“超频”操作就可以极大提高FPGA的性能，代价仅仅是出现概率极小的精度损耗 。

2. eFPGA的功耗会不会太大？

这个问题的答案应该是否定的。不仅如此，eFPGA的功率密度通常远低于FPGA，或者ASIC与SoC上的其他IP。

对于传统的FPGA而言，它主要的“功耗大户”之一是FPGA的可编程I/O部分。而eFPGA直接通过芯片上总线与ASIC的其他IP相连，直接去掉了原FPGA的I/O部分，从而将削减了大部分功耗。

另一方面，如上一个问题提到的，eFPGA的频率远低于ASIC或SoC上的其他IP，使得eFPGA的动态功耗相对较低。

3. eFPGA能否为我的设计提供足够的带宽 ？

同样的，对于传统FPGA设计而言，系统性能很多时候直接受到FPGA芯片的I/O引脚数量的限制。特别是对于很多通信、网络、高性能运算的应用而言，需要FPGA芯片提供大量高性能SerDes收发器以及通用I/O引脚，以便于外部系统进行数据交换和传输，而这通常受到芯片封装技术的限制。

与此相比，eFPGA没有引脚数量限制，因为它本质上就是集成在ASIC里的IP核。因此与FPGA相比，eFPGA与ASIC或SoC的通信带宽可以提升10倍以上。事实上，这也是eFPGA产生和使用的主要推动因素之一。

eFPGA不需要芯片与芯片间的连接，而是直接通过芯片上不同IP的连接进行通信，极大提升了通信带宽，并减少了通信延时，见下图。

4. 使用eFPGA会导致芯片面积过大？

ASIC或SoC工程师在第一次看到FPGA时通常会被FPGA芯片的大小吓到，因为通常FPGA芯片实在是太大了。可以看下图，感受一下FPGA与英特尔Atom通用处理器芯片大小的对比。 

通常来讲，FPGA的主要芯片面积一半是可编程逻辑单元，另一半则是可编程的I/O及相关电路。可编程I/O是FPGA安身立命的法宝之一，它使得FPGA可以与包括微处理器、ASIC、存储器、以及其他FPGA在内的几乎其他任何芯片或系统相互通信。这也是为什么可编程I/O部分的芯片面积为何如此之大的原因。

与FPGA相比，eFPGA不需要实现可编程的I/O部分，因为与eFPGA相互通信的ASIC IP在设计时就已固定。当去掉了可编程I/O部分之后，对于同等逻辑密度的FPGA而言，eFPGA的芯片面积会极大缩减。

5. 使用eFPGA的成本会很高？

老石对成本方面的问题并不了解，但是，eFPGA的主要提供商之一，Achronix公司的市场部副总裁Steve Mensor称：使用eFPGA的成本“并不会比其他IP更贵”。

老石认为，使用成本应该从两个角度来看。 第一是用户直接付出的金钱成本 ，即购买芯片或IP付出的金钱。 另一个则是所购买的IP能提供的功能多样性 ，即实现某种功能所分摊的成本。对于FPGA或eFPGA而言，它们最强大的功能是可以实现不同的用户逻辑，并且在芯片流片后还能进行功能逻辑的修改，因此能大幅降低SoC和ASIC的开发风险，并提高设计的灵活性。

eFPGA开发相关的迷思

1. eFPGA的开发流程与传统ASIC或SoC的开发流程差别太大？

eFPGA的流程与传统FPGA、ASIC或SoC的开发流程并无二致，总结起来都是逻辑综合、布局布线、时序优化等。和FPGA相同，eFPGA开发完成后也会生成一个二进制配置文件（bitstream），用来对可编程逻辑进行配置。包含eFPGA的SoC开发流程如下图所示。 

与其说与ASIC或SoC的开发流程不同，不如说是开发工具有很大差别，这样就引出了下一个问题。

2. eFPGA的开发工具尚不成熟？

不管是对于FPGA设计，还是ASIC或SoC设计，开发工具一直是体现一个公司综合实力的精髓所在。

芯片开发工具可以大致分成两个层次， 一个是用来设计芯片本身 ，主要是各大EDA公司如Cadence和Synopsys的软件套件，涵盖了芯片设计的各个阶段。 另一个则是用来开发芯片应用的软件 ，例如用于FPGA开发的英特尔FPGA的Quartus Prime和Xilinx的Vivado等，这些软件决定了FPGA是否便于用户使用，因此是这些公司真正的“皇冠上的明珠”。

作为eFPGA厂商而言，提供便于使用且性能稳定的开发工具是必不可少的。这需要长期的技术积累，以及广泛的用户体验与反馈。老石相信，对eFPGA开发工具的研发，会是这些eFPGA厂商的重中之重。

3. eFPGA的开发难度太大？

在生产方面，eFPGA的开发和集成需要eFPGA厂商、ASIC或SoC集成商、以及晶圆代工厂紧密配合，保证在不同工艺节点eFPGA都能有效整合。然而，对于单纯的逻辑开发难度与周期而言，eFPGA与其他数字电路IP并无本质区别。

在eFPGA的配置和调试方面，也与传统FPGA没有太多区别。通过开发工具产生的eFPGA配置文件可以通过jtag或者flash等方式，对eFPGA进行功能配置。

eFPGA作为一种存在许久的设计理念，在近年逐渐重新获得人们的关注。这主要是由于eFPGA能够提供更优的系统性能与更低的芯片功耗，因此被逐渐用于5G、机器学习加速器等诸多新兴领域。

eFPGA与FPGA二者同属可编程逻辑阵列，有着共同的架构和性能特点，但又有着不同的优势和缺点。老石认为， 与其说eFPGA会替代FPGA，不如说eFPGA是FPGA的有力补充 。相信在大数据和人工智能时代，这些可编程逻辑芯片一定会有着更加广阔的应用。

　　电容器，是使用率非常高的电子元件。电容器有很多的类型。有一般的电容器，有电解电容、超级电容等等。那么，电解电容和普通电容的区别是什么?接下来，小编为大家详细解析。

电解电容和普通电容的区别

　　一、普通电容

　　电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。

　　二、电解电容

　　电解电容是电容的一种，金属箔为正极(铝或钽)，与正极紧贴金属的氧化膜(氧化铝或五氧化二钽)是电介质，阴极由导电材料、电解质(电解质可以是液体或固体)和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。铝电解电容器可以分为四类：引线型铝电解电容器;牛角型铝电解电容器;螺栓式铝电解电容器;固态铝电解电容器。

电解电容和普通电容的区别

　　三、电解电容和普通电容的区别

　　电解电容是有正负极之分的有极性电容。普通电容无极性。

　　1、介质不同

　　介质是什么东西? 说穿了就是电容器两极板之间的物质。有极性电容大多采用电解质做介质材料，通常同体积的电容有极性电容容量大。另外，不同的电解质材料和工艺制造出的有极性电容同体积的容量也会不同。再有就是耐压和使用介质材料也有密切关系。无极性电容介质材料也很多，大多采用金属氧化膜、涤纶等。由于介质的可逆或不可逆性能决定了有极、无极性电容的使用环境。

　　2、性能不同

　　性能就是使用的要求，需求最大化就是使用的要求。如果在电视机里电源部分用金属氧化膜电容器做滤波的话，而且要达到滤波要求的电容器容量和耐压。机壳内恐怕也就只能装个电源了。所以作为滤波只能使用有极性电容，有极性电容是不可逆的。就是说正极必须接高电位端，负极必须接低电位端。一般电解电容在1微法拉以上，做偶合、退偶合、电源滤波等。无极性电容大多在1微法拉以下，参与谐振、偶合、选频、限流、等。当然也有大容量高耐压的，多用在电力的无功补偿、电机的移相、变频电源移相等用途上。无极性电容种类很多，不一一赘述。

　　4、容量不同

　　前面已经讲过同体积的电容器介质不同容量不等，不一一赘述。

　　5、结构不同

　　原则上讲不考虑尖端放电的情况下，使用环境需要什么形状的电容都可以。通常用的电解电容(有极性电容)是圆形，方型用的很少。无极性电容形状千奇百变。像管型、变形长方形、片型、方型、圆型、组合方型及圆型等等，看在什么地方用了。当然还有无形的，这里无形指的就是分布电容。对于分布电容在高频和中频器件中决不可忽视。

　　6、使用环境和用途

　　在家电维修中，以上说的都可能遇到。要想深入浅出的认识还要靠自己摸索揣摩。这里只是抛砖引玉，还请指正补充。

　　因为其内部材料和构造的关系，有极性电容(如铝电解)容量可以做的很大，但其高频特性不好，故适合用于电源滤波等场合，但也有高频特性好的有极性电容——钽电解，它价格比较高;

　　无极性电容体积小，价格低，高频特性好，但它不适合做大容量。像瓷片电容、独石电容、聚乙烯(CBB)电容等都是，瓷片电容一般用在高频滤波、震荡电路中比较多。

　　磁介电容是以陶瓷材料为介子，并在表面烧上银层作为电极的电容器。磁介电容器性能稳定。损耗，漏电都很小，适合于高频高压电路中应用。

　　一般而言，电容两极间的绝缘材料，介电常数大的(如铁电陶瓷，电解液)适合于制作大容量小体积的电容，但损耗也大。介电常数小的(如陶瓷)损耗小，适合于高频应用。

　　以上是关于电解电容和普通电容的区别的详细解析。电解电容和普通电容的最大区别是前者用于直流电，后者用于交流电。如需购买电容等元器件，小编建议到电子之家平台，电子之家平台能提供给您最好的产品。