前言��

2011年，我正式踏入學(xué)術(shù)界，從事和FPGA相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，2015年進(jìn)入工業(yè)界，繼續(xù)做FPGA的工程研發(fā)工作。直到今天，已入行十年時間了。

在這十年間，我親眼見證了FPGA這個特殊的半導(dǎo)體芯片是如何在人工智能時代取得飛速發(fā)展的。除了它的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域之外，F(xiàn)PGA在云數(shù)據(jù)中心、人工智能、高速網(wǎng)絡(luò)處理、金融科技、數(shù)字醫(yī)療等多個行業(yè)里又開辟了很多嶄新的應(yīng)用，并逐步成為了這些領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵單元。在這場不為大多數(shù)人所知的技術(shù)變革里，我也有幸參與其中，并且完成了一些關(guān)鍵工程項目的研發(fā)工作。

我們既要低頭拉車，又應(yīng)抬頭看路。一直以來，我都在尋找這樣一類書籍——能對FPGA技術(shù)本身及其未來的發(fā)展進(jìn)行探討和總結(jié)。因為這能幫助大家明確一些很重要的“動機(jī)”，例如為什么要學(xué)習(xí)FPGA，從事這個行業(yè)的前景怎樣。更重要的是，如何通過分析FPGA的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，來分析和解答前面的這些問題，并且得到一個比較完整的思維方式和體系。我相信，很多學(xué)習(xí)FPGA或者從事FPGA行業(yè)的朋友也在尋找這些問題的答案。

很可惜，當(dāng)前市面上的絕大多數(shù)關(guān)于FPGA的書籍，講的都是FPGA具體的開發(fā)方法、流程和經(jīng)驗，側(cè)重點大部分是針對“怎么學(xué)”或者“怎么用”，而非“為什么學(xué)”或者“為什么用”。

事實上，就FPGA的廣泛應(yīng)用來說，它早已不單是一項技術(shù)或者產(chǎn)品，更代表著一種理念。特別是摩爾定律已近黃昏的當(dāng)下，以FPGA為代表的異構(gòu)計算技術(shù)不斷興起，更是成為了延續(xù)摩爾定律發(fā)展的重要力量。因此，信息化技術(shù)對各行各業(yè)的重大提升，與FPGA的強(qiáng)力助推直接相關(guān)。正是它們在新領(lǐng)域以新形式的結(jié)合，深刻改變了FPGA的地位和作用，F(xiàn)PGA所面臨的前所未有的發(fā)展機(jī)遇，讓業(yè)界對其體系、架構(gòu)、功能等許多方面提出了變革與發(fā)展的新要求。這也需要我們以全新的視角去重新認(rèn)識和看待FPGA。

由此，我便產(chǎn)生了撰寫本書的想法，希望在書中以通俗易懂的語言，分析和梳理以下幾點內(nèi)容： 第一，F(xiàn)PGA在大數(shù)據(jù)和人工智能時代的新應(yīng)用，以及它們的主要技術(shù)特點； 第二，F(xiàn)PGA開發(fā)的新方法和新手段； 第三，F(xiàn)PGA發(fā)展的歷史、現(xiàn)狀，以及FPGA技術(shù)發(fā)展的新趨勢和未來的發(fā)展方向。就像前面提到的，我并不想借由此書教給讀者FPGA具體的開發(fā)方法，而是希望在大家抬頭看路時，還能有一些可以參考的路標(biāo)和方向。

在本書的寫作過程中，我也盡力平衡技術(shù)的廣度和深度。本書的讀者并不局限于專業(yè)的FPGA從業(yè)者或?qū)W習(xí)者，還可以是學(xué)界、企業(yè)界和社會中的非專業(yè)人員和技術(shù)愛好者。希望不同層次、不同經(jīng)驗、不同背景，但對FPGA技術(shù)有興趣和追求的讀者朋友都能從本書中獲益，并且借由此書，為他們自己的相關(guān)工程實踐與學(xué)術(shù)研究提供借鑒和啟發(fā)。由于筆者的水平和能力有限，本書難免存在錯誤和疏漏，歡迎各位讀者批評指正。

本書付梓之際，我想感謝清華大學(xué)出版社的楊迪娜編輯，她在我寫作和出版過程中給出了很多重要的建議和幫助。感謝北京航空航天大學(xué)的退休教授夏宇聞老師和中科院計算所研究員，副所長包云崗老師，在百忙之中為本書作序，也感謝摩爾精英的CEO張競揚(yáng)先生、英特爾中國創(chuàng)新中心總經(jīng)理張瑞先生、西南交通大學(xué)的邸志雄老師、電子科技大學(xué)的黃樂天老師為本書做推介。我還想感謝“老石談芯”的所有讀者和觀眾，他們的支持、鼓勵和反饋，讓我不斷提升自己，并且最終寫出了書中的這些內(nèi)容。最后，我想感謝我的家人，包括我的父母、岳父母，特別是我的妻子和兒子，他們無私的愛與包容，讓我成為更好的人。

本書獻(xiàn)給我的外公，他教給了我“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”的治學(xué)境界。愿他在天國一切安好。