（文章來源：電子產品世界）
? ? ? ?隨著大數據和云計算的落地，FPGA(現場可編程邏輯器件)在數據中心，基站等IT通信設備上正成為主流，風起云涌的人工智能更加速了FPGA在超級數據中心中的應用，而即將到來的物聯網也將推動FPGA的應用進一步擴展到消費電子、汽車電子、工業控制、測試測量等領域， 不僅僅發生在對計算要求高的云端，而且還會出現在數量更加龐大的物聯網邊緣端。

2010年華為首先提出“云管端”概念，目前“云管端”概念已經延伸到其他行業。“云(Cloud)”既可以指為用戶提供云計算和大數據等云服務的集合， 也可以是一種數據匯聚和計算處理的模式， 還可以指設備的云化、電信業務的云化、電信業自身IT設施的云改造等。當然， 我們也可以簡單理解為數據中心;

“管(Channel)”是指管道，鏈接“云”和“端”之間的設備和服務都可統稱為管道，提供信息傳輸能力， 包括交換機、路由器、無線基站、有線接入等設備和服務;“端(Device)”比較容易理解，是指智能設備終端(手機、數據卡、平板電腦、機器人、工業設備等能上網的終端設備)， 主要包括物理終端、操作系統軟件和人機界面接口等。“云管端”可以大致對應云計算、霧計算和邊緣計算, 區別在于計算能力、功能模塊、位置節點和應用場景的不同。

云計算包括公有云和私有云，有IaaS、PaaS和SaaS的云服務，可以進行大數據處理、云計算，實現云端的人工智能等。因為有大型的數據中心，云計算能提供的計算和存儲能力最強。例如亞馬遜、騰訊、阿里、百度等云服務廠商異地部署數據中心，以提供云計算服務，一個地方數據中心發生故障，另一個地方數據中心仍能保持正常，從而保證業務不掉線。

霧比云更貼近地面，距離用戶更近，作為云數據中心和物聯網(IoT)設備/傳感器之間的中間層。 霧計算主要由邊緣網絡設備，例如路由器、網關、機頂盒、代理服務器、基站等構成。這些組件可以提供不同的計算、存儲、網絡功能，并支持服務應用的執行。霧計算促進了位置感知、移動性支持、實時交互、可擴展性和可互操作性。

顧名思義是指處于網絡邊緣，更靠近用戶，更靠近數據發生的物聯網終端設備和傳感器。邊緣計算中，有數十億計的物聯網設備和傳感器的數據存儲和處理(如圖1)，具有多樣化、低延時、快速響應、功耗低、永遠在線和實時喚醒等功能。

云端的FPGA的主要功能是計算。用于數據中心、人工智能、機器學習、云計算和工業云平臺。云端的FPGA應用屬于高端高利潤市場，主要由賽靈思和Intel PSG部門(注：Intel收購的Altera公司)把持，其他廠商很難進入這個市場。

云端的人工智能最近非常熱門，主要包括“離線訓練”和“在線判斷和服務”兩種方式。離線訓練是指利用海量數據輸入，通過合適的訓練方法，實現和驗證人工智能算法模型。而在線判斷和服務是指利用訓練出來的算法模型做出判斷，在線響應用戶的請求。

通信行業的管道(基站、基站控制、承載、傳輸等)大量使用FPGA。通信行業是需要實際功能測試和現場測試來進行產品迭代設計的， 不能等到標準成熟才做芯片和產品。 所以各設備廠家為了縮短上市時間，搶占技術先機，會在標準還未凍結之前就推出原型樣機，甚至小批量產品。所以FPGA成為通信廠商們的不二選擇，一邊討論協議，一邊用FPGA開發產品，在客戶那里一邊測試，一邊修改版本。

通信行業下一個增長的大潮應該是5G和物聯網，3GPP第一個5G標準今年12月初凍結，預計將于2020年開始部署，并在2023年達到頂峰。而即將到來的物聯網時代，NB-IoT等物聯網標準也在不斷演進，協議不斷更新，快速的發展變化推動了FPGA在5G和物聯網的應用。

在整個通信管道中，越靠近終端側，設備的數量越多，用的FPGA量也越多，而越靠近核心網側，用的FPGA數量越少，但價格更貴。在協議完全凍結后，各設備廠家會逐步以ASIC來替代之前的FPGA，因此FPGA在通信領域主要在初、中期應用比例高，后期可能會被ASIC替代，只留下一些接口類的FPGA。在通信管道領域，主要是賽靈思和Intel PSG之間的競爭，別的廠商很難進入這個市場。

FPGA目前在智能終端設備上已經開始廣泛應用，如無人駕駛汽車、機器人、安防監控、電子半導體測試設備、醫療設備、工廠自動化設備、軍用設備、消費電子產品、物流運輸、AR/VR和游戲設備等。FPGA在這些終端設備中的應用主要考慮能耗效率(性能/能耗)和成本效率(性能/價格)，而在消費電子行業中，這種對功耗和性價比的追求更是達到了極致。