我们生活在一个超连接世界中，人们在全球范围通信、聚集、合作和即时分享信息之方式正在不断被重新定义。突破性创新驱动了新的超连接范式，创建出许多具有无限增长潜力的新商机，但是也伴随着艰难的技术和基础设施挑战，需要以创新的解决方案来克服。这些挑战的范围包括保护知识产权(IP)，确保安全性和打击网络犯罪，乃至符合环保标准和提供更高的系统可靠性。

FPGA：提供在单一器件中集成特定设计的最快速方法

针对超连接世界开发产品的科技企业，通常依靠专用标准产品(ASSP)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)器件，在一个或多个高集成度器件中集成所需的功能性。业界难以找到包括全部所需功能的现货ASSP解决方案，而ASIC则受到高成本和长设计周期的困扰，尤其在业界转向更小几何尺寸之际。

另一方面，FPGA器件提供了在单一器件中集成特定设计的最快速方法，它们在过去二十年中经历了长足的发展，完善了集成功能性、尺寸和内置功能，比如复杂I/O、存储器、CPU和DSP。FPGA的成本传统上高于ASSP或传统的ASIC器件，但是它们提供了支持和促进系统现场升级、设计灵活性和更快上市速度的巨大优势。现今的FPGA为系统架构师提供了出色的解决方案，而且在许多下一代设计中， FPGA器件承诺提供比ASIC器件显著优越的总体拥有成本(TCO)。来自主要FPGA供应商的现有解决方案号称具有出色的创新特性，包含先进的内置功能，比如DSP模块、高速串行接口、嵌入式存储器，以及曾经仅有基于ASIC组件的设计可提供的各种CPU/DSP内核。

FPGA器件为现今的超连接系统提供内置特性和差异化功能，涵盖通信、工业、航空航天和国防应用。

这些系统设计需要更高的安全性、低总体功耗、高可靠性水平和瞄准最终用户的专用系统集成。这些因素中的每一项，对于下一代超连接系统设计均是非常关键的，而FPGA器件可在单一高集成度器件中提供所有这些功能：

安全性: 现今日益增多的超连接世界中的一个主要挑战，就是如何保护新的设计避免克隆、反向工程或篡改。FPGA器件通过加入特别的功能来满足直到器件级的安全性需求，能够帮助达到这些目标。最重要的一项是物理不可克隆功能(PUF)，通过使用公匙基础设施(PKI)来进行机器至机器(M2M)认证，可以导出公共/私有密匙方案中的私有密匙。其它主要的FPGA特性包括密码加速器、随机数发生器、保护CPU/DSP内核的硬件防|火墙和差异化功率分析(DPA)对策。这些特性相互配合，可让系统架构师设置整个系统所需要的安全性。

低功耗: 在过去二十年中，许多先进的CPU和MCU中构建了不同的节能模块，以期应对较高频率和更高集成度引起的功耗问题。仅有最先进的FPGA器件具有合适的架构以提供类似的先进低功耗特性，同时支持更高频率器件。而且，最近Flash FPGA器件可以应对SRAM FPGA的解决方案的功率泄漏问题，并且提供接入低功耗模式，实现附加的节能功能。现在，客户首次可以在基于非易失性存储器之FPGA器件实现节能特性和低功耗模式。

高可靠性: 许多商业航空、军用系统和航天器也都需要满足尺寸、重量和功率(SWaP)目标的限制，以及符合严格的预算和延长工作产品寿命目标的要求。 军用系统还必须经常在漫长的存储期间后无差错运作，而且工业系统必须符合安全标准要求，而医疗系统同样需要尽可能高的可靠性。基于闪存的最新FPGA器件与过去的基于SRAM的FPGA器件相比，具有更高的可靠性，提供针对改变配置SRAM内容的单事件翻转(SEU)免疫能力。这可消除设计破|坏(design corruption)的可能性，消除了最常见的系统故障模式，同时消除了基于SRAM的 FPGA的减轻SEU需求。

系统集成: 集成一个嵌入式处理器，可以省去在FPGA架构中创建软处理器内核，并且消除这种方法对速度和尺寸的影响；这也适用于紧密耦合的外设和子系统，比如存储器控制器、模拟模块、DSP和高速I/O。通过非易失性FPGA器件，设计人员无需使用单独的存储器来保持器件配置。集成FPGA器件与其它组件，比如微处理器、存储器和DDR存储器接口，可以减少电路板上的组件数目，并且提升总体系统可靠性。