器件的選型非常重要，不合理的選型會(huì)導(dǎo)致一系列的后續(xù)設(shè)計(jì)問(wèn)題，有時(shí)甚至?xí)乖O(shè)計(jì)失??；合理的選型不光可以避免設(shè)計(jì)問(wèn)題，而且可以提高系統(tǒng)的性價(jià)比，延長(zhǎng)產(chǎn)品的生命周期，獲得預(yù)想不到的經(jīng)濟(jì)效果。FPGA 器件選型有以下 7 個(gè)原則：器件的供貨渠道和開(kāi)發(fā)工具的支持、器件的硬件資源、器件的電氣接口標(biāo)準(zhǔn)、器件的速度等級(jí)、器件的溫度等級(jí)、器件的封裝和器件的價(jià)格。

　　1. 器件的供貨渠道和開(kāi)發(fā)工具的支持

　　目前，主要的 FPGA 供應(yīng)商有賽靈思公司、Altera 公司、LatTIc 公司和 Actel 公司等，F(xiàn)PGA 的發(fā)展速度非?？?，很多型號(hào)的 FPGA 器件已不是主流產(chǎn)品，為了提高產(chǎn)品的生命周期，最好在貨源比較足的主流器件中選型。Xllinx 公司的主流器件有 Spartan-3E、Spartan-3A、Virtex-4LX、Virtex-4SX、Virtex-4FX、Virtex-5LX、Virtex-5SX、Virtex-5FX、Spartan-6 和 Virtex-6 等系列，其中 Spartan-3E 和 Spartan-3A 系列主要應(yīng)用于邏輯設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)單數(shù)字信號(hào)處理，Virtex-4LX 和 Virtex-5LX 系列主要應(yīng)用于高速邏輯設(shè)計(jì)，Virtex-4SX 和 Virtex-5SX 系列主要應(yīng)用于高速?gòu)?fù)雜數(shù)字信號(hào)處理，Virtex-4FX 和 Virtex-5FX 系列主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)。賽靈思公司有集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 ISE，Altera 公司有集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 QuartusⅡ，兩個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境支持本公司所有器件的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。該集成開(kāi)發(fā)環(huán)境不僅功能強(qiáng)大、界面友好，而且有很多第三方合作伙伴提供相應(yīng)的技術(shù)支持，能使器件獲得更高的性能。因此，如果沒(méi)有特殊應(yīng)用要求，建議最好在這兩家公司進(jìn)行器件選型。

　　2. 器件的硬件資源

　　邏輯資源和 I/O 資源的需求是每位設(shè)計(jì)人員最關(guān)心的問(wèn)題，一般都會(huì)考慮到，可是，過(guò)度消耗 I/O 資源和布線資源可能產(chǎn)生的問(wèn)題卻很容易被忽視。主流 FPGA 器件中，邏輯資源都比較豐富，一般可以滿足應(yīng)用需求。可是，在比較復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)中，過(guò)度 I/O 資源的消耗可能會(huì)導(dǎo)致 2 個(gè)問(wèn)題：FPGA 負(fù)荷過(guò)重，器件發(fā)熱嚴(yán)重，嚴(yán)重影響器件的速度性能、工作穩(wěn)定性和壽命，設(shè)計(jì)中要考慮器件的散熱問(wèn)題；局部布線資源不足，電路的運(yùn)行速度明顯降低，有時(shí)甚至使設(shè)計(jì)不能適配器件，設(shè)計(jì)失敗。根據(jù)本人的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)： （1）在做復(fù)雜數(shù)字信號(hào)處理時(shí)，位數(shù)比較高的乘法器和除法器對(duì)全局布線資源的消耗量比較大； （2）在做邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，雙向 I/O 口對(duì)局部布線資源的消耗量比較大； （3）在利用存儲(chǔ)器資源設(shè)計(jì)濾波器的應(yīng)用場(chǎng)合，局部布線資源的消耗量比較大； （4）在電氣接口標(biāo)準(zhǔn)比較多，而邏輯比較復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，局部布線資源的消耗量比較大。在做乘法運(yùn)算比較多而且對(duì)速度性能要求比較高的應(yīng)用場(chǎng)合，最好能選用帶 DSP 資源比較多的器件，例如，Altera 公司的 StaTIxⅡ和 StaTIxⅢ系列，賽靈思公司的 Virtex-4SX 和 Virtex-5SX 系列等。器件中的存儲(chǔ)器資源主要有 2 種用途：作高性能濾波器；實(shí)現(xiàn)小容量高速數(shù)據(jù)緩存。這是一種比較寶貴的硬件資源，一般器件中的存儲(chǔ)器資源都不太多，存儲(chǔ)器資源較多的器件邏輯容量也非常大，用得也比較少，供貨渠道也不多，器件價(jià)格也非常高。因此，在器件選型時(shí)，最好不要片面追求設(shè)計(jì)的集成度而選用這種器件，可以考慮選用低端器件+外擴(kuò)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方案。目前，主流 FPGA 中都集成了鎖相環(huán)，利用鎖相環(huán)對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行相位鎖定，可以使電路獲得更穩(wěn)定的性能。賽靈思公司提供的是數(shù)字鎖相環(huán)，其優(yōu)點(diǎn)是能獲得更精確的相位控制，其缺點(diǎn)是下限工作頻率較高，一般在 24MHz 以上；Altera 公司提供的是模擬鎖相環(huán)，其優(yōu)點(diǎn)是下限工作頻率較低，一般在 16MHz 以上，其主流器件 StaTIxⅡ和 StatixⅢ系列中的增強(qiáng)型鎖相環(huán)工作頻率只要求在 4MHz 以上，其缺點(diǎn)是對(duì)時(shí)鐘相位的控制精度相對(duì)較差。在通訊領(lǐng)域里，用光纖傳輸高速數(shù)據(jù)是一個(gè)比較常用的解決方案。A1tera 公司的 StatixⅡGX 和 StatixⅢGX 系列，賽靈思公司的 Virtex-4FX 和 Virtex-5FX 系列都集成了高速串行收發(fā)器（注意：賽靈思 V5 帶 T 的產(chǎn)品都有高速串行收發(fā)器，V4、V2P 某些型號(hào)也有高速串行收發(fā)器），這種器件價(jià)格一般都比較高。目前，National 和 Maxim 等公司提供的高性能專用串行收發(fā)芯片價(jià)格都不高，因此，如果只是進(jìn)行光纖數(shù)據(jù)傳輸沒(méi)計(jì)，大可不必選用這種器件；如果是光纖數(shù)據(jù)傳輸+邏輯或算法比較復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)合，最好是將兩種方案進(jìn)行比較，然后考慮是否選用該器件。利用集成硬核微處理器的 FPGA 器件進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)，代表嵌入式應(yīng)用的一個(gè)方向。賽靈思公司提供集成 PowerPC 的 Virtex-4FX 和 virtex-5FX 系列器件。隨著器件價(jià)格不斷下降，在很多應(yīng)用場(chǎng)合，在不增加成本的情況下，選用該器件和傳統(tǒng) FPGA+MCU 的應(yīng)用方案相比，能大幅度提高系統(tǒng)性能和降低硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜程度。此時(shí)，選用該器件是比較理想的。