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Knowledge / FPGA 扫盲
FPGA 开发手册扫盲
面向新手的 FPGA、PCIe、DMA 基础概念，看懂芯片资源与工作原理。
学这些有用吗？如果你只是想用现成的 DMA 板玩游戏，不需要学 FPGA。但如果你想自己改固件、定制功能、或者想搞懂原理，这些基础概念是必须的。花一小时扫盲，后面少走很多弯路。
一、DMA 是什么
DMA（Direct Memory Access，直接内存访问）是一种由专用硬件控制器执行的数据传输机制，用于在内存与外设之间或内存与内存之间直接搬运数据，无需 CPU 干预。CPU 仅负责发起请求，数据搬运完全由 DMA 控制器完成，大幅降低 CPU 负载。
二、FPGA 是什么
FPGA 是一种"可以自己设计硬件电路的芯片"。它不像 CPU 那样靠执行软件指令工作，而是通过编写代码（Verilog 或 VHDL）来定义电路结构，就像亲手搭建一个微型硬件系统。
| 对比项 | CPU | FPGA |
|---|---|---|
| 工作方式 | 执行软件指令 | 硬件电路可编程 |
| 灵活性 | 通用处理器 | 内部结构可自定义 |
| 并行性 | 串行执行 | 并行计算 |
| 延迟 | 不确定 | 确定性低延迟 |
FPGA 核心特性：可编程性强、并行计算能力强、确定性强低延迟，支持 PCIe、SPI、I2C、Ethernet 等各种外设控制器。
三、为什么 DMA 使用 FPGA
- 自定义 PCIe 协议栈，模拟合法外设
- 实现 DMA 读写控制器，旁路系统访问物理内存
- 无驱动运行，主机感知不到
- 硬件级总线操控，远高于软件 Hook 权限
- 易于加密/混淆逻辑，反检测能力强
四、PCIe 与 DMA
PCIe 是现代主板与外设之间最常用的高速串行通信总线，点对点通信，带宽从 x1 到 x16。
简单理解：PCIe 是传输通道（马路），DMA 是数据搬运方式（货车），两者组合使用——PCIe 提供通路，DMA 负责发起数据传输请求。
五、DMA 常用芯片选型
DMA 板卡一般选择 Xilinx Artix-7（A7）系列芯片，包含 35T / 75T / 100T 等版本。
| 型号 | 逻辑单元 | DSP | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| XC7A35T 入门 | 33,280 | 90 | 工程简单，降低成本 |
| XC7A75T 主流推荐 | 75,520 | 180 | 工程中等，资源够用，性价比高 |
| XC7A100T 高端 | 101,440 | 240 | 工程复杂，资源充足，支持更多功能 |
"T" 表示 Targeted，通用可编程用途。逻辑单元越多 = 越复杂的设计；BRAM 越多 = 更多缓存/FIFO；DSP 越多 = 更复杂数学计算。
想从零开发自己的 DMA 固件？参考 零基础 FPGA 开发 DMA 固件系列 →