今天，每個設計師都在擔心3件事：尺寸、能耗和成本；對于便攜產品設計師來說，這3個問題都可能成為噩夢。作為消費者，我們想要所有的功能，只要它能裝進MP3播放器、GPS模塊或者智能手機里。當然，我們還希望這些產品少花錢，最后還要足夠小，可以混在周圍環境中毫不顯眼。并且，我們還希望它永遠也不需要充電！但是，讓系統設計師沮喪的是，增加任何一種功能都會增加尺寸、成本和能耗。而幸運的是，一種新的小型、低能耗同時又比較便宜的現場可編程門陣列（FPGA）將能充當系統設計師的救命武器。

歷史上，傳統FPGA器件的高能耗讓它們與便攜式產品市場絕緣。而復雜可編程邏輯器件（CPLD）──這種不太貴、不太復雜也小巧一些的FPGA的表親）被便攜式設備采用，用于提供基本的編程能力，并執行一些基本操作，諸如電壓切換和端口增強。但是，最新出現的超低能耗FPGA以其高邏輯容量開始在便攜系統設計師面前展現出一定的可能性，比如SiliconBlue科技的iCE65 FPGA。結果，傳統上只能使用更大更耗能的器件、并且要配有精心設計的散熱系統的FPGA應用，現在也可以從容地進入手持設備中了，并且不會燒傷手。

這種應用中的一類是將FPGA用作“協處理器”──可以替代主應用處理器處理一些操作的第二處理器。在傳統的嵌入式系統設計中，FPGA協處理器的目的是要加速某些形式的代碼，這主要是通過找出計算密集的算法并將其放到FPGA硬件中來實現的。但是，在低能耗的消費產品應用中，FPGA協處理器的主要目標是節能，主要方式是從應用處理器上轉移出來一些計算任務。這種任務之一就是簡單的每半秒閃一下藍牙LED指示燈。很明顯，系統中用的ARM處理器絕對可以處理這個問題；但是，用ARM來處理就像是用18輪大卡車來送信到郵局。更好的方案就是讓系統處理器保持深度睡眠模式，而把LED閃動功能轉移到一個小型低能耗的FPGA上去。

更復雜的例子是MP3。通常，應用處理器被用于對MP3進行解碼并將音頻數據送往DAC或者是藍牙模塊。這就意味著能耗較大的應用處理器必須在MP3播放的全程都要保持工作。較好的方法是應用處理器把MP3文件放到一個緩沖器中，而讓FPGA來對MP3進行解碼，并將數據流送往DAC，這時應用處理器就可以進入關斷狀態。

但是，用FPGA來實現節能型MP3協處理器只是眾多這類應用中的一個。今天，便攜式產品世界的主流趨勢是聚合──手機不再只是一個電話；它同樣也可以是一個音頻或視頻播放器，一個照相機和一臺GPS。這些新的多功能產品給設計師帶來了新的能耗挑戰：一個產品只用作手機時可能有很長的電池壽命，但它播放視頻時可能很快就會把電池用光。

繼續考慮MP3的例子，全速運行的應用處理器，還要同視頻編解碼器以及媒體FIFO協同工作，這個系統難以獲得最佳能耗表現。這是又一個FPGA協處理器可以發揮作用的地方。它可以配置來執行編解碼器和FIFO的功能，同時只使用比應用處理器低很多的能耗，這樣就能延長電池使用時間。智能手機還要使用一個LCD時序控制器，它把CPU和顯示屏聯系到一塊。這也是一個FPGA協處理器可以用來降低負載的地方。每當低能耗的FPGA將負載從應用處理器上轉移出來的時候，我們都可以獲得節省能耗的效果。

那么，為什么不只用一塊ASIC呢？FPGA協處理器對ASIC或ASSP系統芯片的最大益處就是它可重復編程的能力。就是指為了讓一部智能手機能支持更新的視頻功能，工程師就需要在現有的應用處理器中把視頻功能升級到MPEG4這種情況。使用ASIC或ASSP很容易就會用上數月時間，并且還會有制造成本的問題。與之相比，FPGA方案可以在一周內完成，并且沒有額外生產成本。

隨著新型小巧、超低能耗的FPGA的問世，以往只有插電設備享受到的FPGA的成本、靈活性以有上市時間等優勢也完全可以應用到能耗和尺寸受限的手持設備了。明智地使用FPGA可以明顯地處長電池使用時間，并且可以帶來新的市場營銷亮點，諸如“10小時MP3播放時間”、“6小時GPS使用”等，這些功能都不像它們看起來那樣遙不可及了。