FPGA不擅長做什么？

大俠好，歡迎來到FPGA技術(shù)江湖，江湖偌大，相見即是緣分。大俠可以關(guān)注FPGA技術(shù)江湖，在“闖蕩江湖”、"行俠仗義"欄里獲取其他感興趣的資源，或者一起煮酒言歡。“煮酒言歡”進(jìn)入IC技術(shù)圈，這里有近100個(gè)IC技術(shù)公眾號。

今天給大俠帶來在FPAG技術(shù)交流群里平時(shí)討論的問題答疑合集（二十二），以后還會多推出本系列，話不多說，上貨。

Q：FPGA不擅長做什么？各位大佬，請問FPGA除了不擅長做浮點(diǎn)運(yùn)算，其他不適合應(yīng)用的領(lǐng)域包括什么？

A：FPGA 在以下方面相對不擅長或不太適合：

1. 通用計(jì)算密集型任務(wù)：對于需要大量復(fù)雜計(jì)算且對計(jì)算精度要求不高的通用任務(wù)，如大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、一般性的科學(xué)計(jì)算等，使用通用 CPU 或 GPU 可能更高效，因?yàn)樗鼈冊?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E8%BD%AF%E4%BB%B6/">軟件層面上具有更好的編程便利性和優(yōu)化工具。

2. 對成本極其敏感的大規(guī)模量產(chǎn)產(chǎn)品：如果產(chǎn)品對成本要求非常苛刻，且功能相對固定，使用專用集成電路（ASIC）進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)可能更經(jīng)濟(jì)，因?yàn)?ASIC 在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)單位成本更低。

3. 復(fù)雜的操作系統(tǒng)支持：雖然可以在 FPGA 上實(shí)現(xiàn)一些簡單的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，但對于需要完整、復(fù)雜操作系統(tǒng)支持的應(yīng)用，如通用個(gè)人電腦和服務(wù)器等，傳統(tǒng)的 CPU 架構(gòu)更具優(yōu)勢。

4. 超低功耗的簡單應(yīng)用：在一些對功耗要求極低且功能簡單的場景，如小型傳感器節(jié)點(diǎn)等，使用超低功耗的微控制器可能更合適。

Q：為什么嵌入式調(diào)試經(jīng)常用UART，卻很少用SPI、I2C或USRT？用UART這種異步通信接口來調(diào)試，要指定正確的波特率；用SPI、I2C或USRT等同步通信接口就不需要，為什么很少有用這些同步通信接口來調(diào)試和登錄Linux？

A：嵌入式調(diào)試中經(jīng)常使用 UART 而較少使用 SPI、I2C 或 USRT 等同步通信接口，主要有以下幾個(gè)原因：

1. 硬件實(shí)現(xiàn)簡單：UART 只需要兩根線（TX 和 RX）即可實(shí)現(xiàn)通信，硬件連接相對簡單，成本較低。而 SPI 通常需要至少四根線（CS、CLK、MOSI、MISO），I2C 也需要兩根線（SDA 和 SCL）并且需要上拉電阻，硬件實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜一些。

2. 通用性強(qiáng)：大多數(shù)微控制器和處理器都內(nèi)置了 UART 接口，并且在不同的平臺上具有較好的兼容性和可移植性。

3. 無需復(fù)雜的時(shí)鐘同步：UART 是異步通信，不需要嚴(yán)格的時(shí)鐘同步，對于調(diào)試環(huán)境來說更加靈活和方便。而 SPI 和 I2C 等同步通信接口需要精確的時(shí)鐘同步，增加了調(diào)試的復(fù)雜性。

4. 易于與計(jì)算機(jī)連接：計(jì)算機(jī)通常都有現(xiàn)成的串口（通過 USB 轉(zhuǎn)串口等方式）可以與 UART 進(jìn)行連接，無需特殊的硬件接口或轉(zhuǎn)換芯片。

5. 波特率設(shè)置相對靈活：雖然需要指定波特率，但通常有一系列常見的波特率可供選擇，并且在一定范圍內(nèi)的誤差可以被容忍，不影響數(shù)據(jù)的傳輸和理解。

6. 便于觀察和分析：通過串口終端軟件可以直觀地查看發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行調(diào)試信息的輸出和監(jiān)控。

綜上所述，UART 在硬件實(shí)現(xiàn)、通用性、靈活性和與計(jì)算機(jī)連接的便利性等方面具有優(yōu)勢，使其成為嵌入式調(diào)試中常用的通信接口。

Q：USB4 接口與 Thunderbolt 3 有哪些異同點(diǎn)？

A：USB4 接口與 Thunderbolt 3 有哪些異同點(diǎn)，主要從一下幾個(gè)方面簡單闡述，僅供參考：

? 傳輸速率：USB4 的傳輸速率最高可達(dá)40Gbps，而 Thunderbolt 3的傳輸速率也為40Gbps，但在實(shí)際使用中，USB4的傳輸速率可能會受到其他因素的影響，例如連接的設(shè)備數(shù)量、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型等，導(dǎo)致其傳輸速率可能低于 Thunderbolt 3。

? 兼容性：USB4 可以兼容 Thunderbolt 3和其他 USB 協(xié)議，而 Thunderbolt 3則只能兼容 Thunderbolt 3和 USB 協(xié)議。這意味著 USB4 設(shè)備可以與更多的設(shè)備進(jìn)行連接和通信，而 Thunderbolt 3設(shè)備則只能與支持 Thunderbolt 3或 USB 協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行連接。

? 功能：Thunderbolt 3支持菊花鏈?zhǔn)竭B接，可以通過一個(gè)接口連接多個(gè)設(shè)備，并且支持更高的功率輸出，可以為設(shè)備提供更高的充電功率。此外，Thunderbolt 3還支持雷電網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)連接。而 USB4 則不支持這些功能。

? 成本：由于 Thunderbolt 3需要使用專用的芯片和技術(shù)，因此其成本相對較高。而 USB4 則可以使用現(xiàn)有的 USB-C 芯片和技術(shù)，成本相對較低。

總之，USB4 接口和 Thunderbolt 3 接口都是高速數(shù)據(jù)傳輸接口，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

今天先整理三個(gè)問題答疑，后續(xù)還會持續(xù)推出本系列。