为什么很多人从FPGA转IC前端岗？

很多入行不久的朋友潜意识里会认为FPGA是很高深的东西，能掌握FPGA的一定都是极其厉害的人。

其实，这是一个误解。

我们所讨论的FPGA只是基于已有的FPGA芯片去做后端排列组合的工作内容，而不是设计制造新的FPGA芯片，世界上能做这件事的公司屈指可数。

在说明FPGA为什么转IC前端之前，需要明确一下概念。

一、什么是FPGA?

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FPGA像是IC行业里的乐高（拼乐高很容易，造乐高就极难了），它由大量基本的单元构成，让你组成自己想实现的功能。

FPGA：Field（现场） Programmable（可编程） Gate（逻辑门） Array（阵列） 这其中凸显了大量的逻辑门单元，这些逻辑单元是可以在任何地方随时进行组装的，这是不是跟组装积木一样？

在硬件描述语言出现之前，电路是用门搭的。

逻辑门单元是构成一切数字逻辑器件的基本单元，在数字世界里你想做任何事情、实现任何功能，都可以通过逻辑门的堆砌来实现，也就是说FPGA在数字领域里几乎无所不能。

前些年某FPGA公司在宣传其产品是称之为“万能芯片”，万能有些夸张，但FPGA高度灵活，理论上来讲，只要有足够的资源（积木数量足够多）几乎可以实现数字域的任何功能，受限的是速度、功耗以及系统的成本。

二、FPGA和ASIC的区别和共通点

有FPGA对比ASIC

1、作用ASIC——专用集成电路ASIC由IC设计人员根据特定的电路需求，设计专用的逻辑电路，在设计完成后生成设计网表，交给芯片制造厂家流片。在流片之后，内部逻辑电路就固定了，芯片的功能也就固定的。

FPGA——现场可编程门阵列FPGA由Xilinx，Alter等器件厂家提供，设计人员只需要根据需求选择相应的器件，然后设计逻辑电路，并下载到FPGA器件中去，实现需求的电路功能，随时可以修改电路功能。

2、适用性FPGA主要用于要求快速迭代或者小批量产品，或者作为ASIC的算法验证加速。

ASIC用于设计规模大，复杂度比较高的芯片，或者是成熟度高，产量比较大的产品。

3、成本小批量需求时，单片FPGA成本低于ASIC，随着产品量的增加，单片ASIC成本逐步降低

4、功耗在相同工艺条件下，FPGA要大于ASIC。FPGA，尤其是基于占用大量硅面积的、每个单元六个晶体管的静态存储器（SRAM）的查寻表（LUT）和配置元件技术的FPGA，其功耗要比对等的ASIC大得多。

5、速度FPGA内部是基于通用的结构，根据RTL设计选择内部布局布线，当然通用必然导致冗余。

ASIC是根据设计需求，最优化cell逻辑资源，并且做到最优布局走线，降低走线延迟和CELL延时。 显而易见，FPGA在适用性、普遍性、成本、功耗、速度等等方面都难以与ASIC竞争。

至于共通点，需要了解掌握FPGA应当具备以下能力：

1、需要有数字逻辑的设计思想 ：针对任意一项具体的功能，如何组合你器件内的单元来实现，需要哪些单元？如何连接这些单元？各个单元之间连接的先后顺序如何？

2、一套从头到尾执行的设计环境（FPGA厂商提供的编译工具 - Lattice的Diamond、Intel的Quartus、Xilinx的Vivado）

3、一种连接你的逻辑思维和机器操作之间的沟通工具 - 设计语言（原理图、Verilog、VHDL等等）。

而设计思想和语言工具在ASIC上也是所必须的，说白了大家都要写Verilog，很多地方自然互通。

三、FPGA转IC前端的原因

并不是说FPGA必须转数字IC，这只是一个方向。

真正的原因是做RTL的工程师一定要往系统层面的工程师转，只在RTL和协议这条路上走下去，没有任何希望。

19年的Xilinx 开发者大会（XDF）之后，新的开发平台和自适应芯片降低了FPGA的使用门槛，将软硬件放在同一平台上开发，尽可能的使用高级软件语言（c++、python等）进行整体SOC的开发，这也是将来FPGA开发的趋势，让无论是否会HDL的人都能立马上手使用。

最开始从底层做起，慢慢的积累学习，最终能在SOC上实现软硬件的整体把控设计，才能在当前岗位上提升一个层面。

RTL出身的工程师，在这方面本身就具有一点点优势，而且从技术上来说，数字IC设计只会比FPGA更加复杂：

更快的时钟

更统一的coding style

更严格的STA

更系统的仿真

更低的功耗

​更少的可用资源

至于UVM仿真，即便不做IC，传统的FPGA工程师也应该有所掌握，一个系统的仿真对产品的开发和后期维护，节省的时间不可估量。

FPGA受限于环境因素，ASIC/SOC一定是之后发展的大趋势。

如果愿意待在目前的舒适区，做个传统的FPGA工程师也没什么不好，但是想工作上有突破，就大胆迈向IC前端吧！