行业新闻 2026年2月6日

FPGA MCU开启嵌入式系统新时代

李, 工
| 1 分钟阅读

在嵌入式系统快速发展的今天,FPGA芯片与MCU芯片作为嵌入式领域的两大核心芯片,各自凭借独特的优势在不同场景中发挥着重要作用。随着下游市场对嵌入式系统的性能、灵活性和功耗要求不断提升,FPGA与MCU的深度融合成为行业发展的必然趋势,FPGA MCU(FPGA与MCU融合架构芯片)应运而生,结合了FPGA芯片的并行处理能力和MCU芯片的控制能力,开启了嵌入式系统发展的新时代,而遨格芯微的AG32系列芯片作为业内领先的异构架构产品,正是FPGA MCU融合趋势的典型代表。

 

 

首先,我们来明确FPGA芯片与MCU芯片的核心区别与优势。MCU芯片(微控制单元)是将中央处理器、存储器、I/O接口等集成在一块芯片上的微型计算机系统,主要用于实现逻辑控制、数据处理等基础功能,具有成本低、功耗低、易用性强的优势,广泛应用于各类电子设备的控制场景,是嵌入式系统的“控制核心”。而FPGA芯片(现场可编程门阵列)是一种可编程的逻辑器件,具有并行处理能力强、灵活性高、可重构性好的优势,能够根据用户需求配置芯片架构,实现复杂的逻辑运算和高速数据处理,主要用于高端工业控制、数字信号处理、高精度计算等场景,是嵌入式系统的“运算核心”。

根据IBM相关研究显示,FPGA与MCU的核心差异在于可编程性和处理能力:FPGA具备硬件层面的可重构性,能够同时处理多个并行输入,而MCU只能顺序执行代码;FPGA可以被编程实现MCU的功能,但MCU无法被编程实现FPGA的功能。此外,FPGA芯片的性能更强、灵活性更高,但成本也相对较高;MCU芯片的成本更低、易用性更强,但灵活性和并行处理能力较弱。在传统嵌入式系统中,FPGA芯片与MCU芯片往往是分立使用的,分别负责不同的功能模块,这种方式不仅增加了系统的体积和成本,还降低了系统的集成度和数据传输效率,难以满足高端嵌入式系统的发展需求。

 

 

随着嵌入式系统在工业自动化、人工智能、物联网等领域的广泛应用,市场对系统的集成度、处理速度、灵活性和功耗提出了更高的要求,FPGA与MCU的深度融合成为解决这一问题的关键路径。FPGA MCU融合架构芯片将FPGA的并行处理能力与MCU的控制能力集成在一块芯片上,既保留了MCU芯片的低成本、低功耗和易用性,又具备了FPGA芯片的高灵活性和高并行处理能力,能够实现“控制+运算”一体化,大幅提升嵌入式系统的性能和集成度,降低系统成本和功耗,满足高端嵌入式系统的应用需求。

在FPGA MCU融合领域,遨格芯微的AG32系列芯片(AG32位MCU芯片、AG32MCU)走在了行业前列,其独特的RISC-V+CPLD内核架构(单一管芯非合封),本质上就是FPGA与MCU深度融合的异构架构产品,堪称FPGA MCU的典范。该系列芯片将MCU的控制功能与CPLD(复杂可编程逻辑器件,FPGA的简化版)的可编程逻辑功能集成在一块芯片上,既能够实现MCU的逻辑控制、数据处理等基础功能,又能够借助CPLD的可编程性,实现复杂的逻辑运算和多通道并行处理,满足不同场景下的个性化需求。

与传统的FPGA+MCU分立方案相比,AG32系列FPGA MCU芯片具有明显的优势:一是集成度更高,将两种芯片的功能集成在一块芯片上,大幅缩小了系统体积,降低了硬件成本;二是数据传输效率更高,逻辑部分直接连接MCU的AHB总线,能够通过DMA搬运数据,避免了分立方案中数据传输的延迟和损耗;三是灵活性更强,CPLD部分可根据用户需求进行编程配置,所有管脚几乎都可以动态配置,像乐高积木一样灵活,能够满足不同客户的个性化应用需求;四是性价比更高,客户只需花费一颗芯片的价格,就能获得MCU和CPLD两颗芯片的功能,大幅降低了研发和生产成本。

FPGA MCU的发展,不仅推动了嵌入式系统的技术升级,也为国产MCU芯片的高端化发展提供了新的路径。随着下游市场需求的持续增长,FPGA与MCU的融合将更加深入,FPGA MCU芯片将在工业控制、人工智能、物联网、汽车电子等领域得到更广泛的应用。

未来,遨格芯微将继续深耕FPGA MCU领域,持续加大研发投入,优化AG32系列芯片的性能和架构,推出更多高性能、高性价比的FPGA MCU产品,同时,国内其他芯片企业也将加大对FPGA MCU融合技术的研发力度,推动国产FPGA MCU芯片实现突破,打破国外企业的垄断,助力国产嵌入式系统产业实现高质量发展。

标签

更多推荐