FPGA學習及設計中的注意事項

ID:69352 · 發(fā)表于 2014-12-20 14:35

1.基礎問題
　　FPGA的基礎就是數(shù)字電路和HDL語言，想學好FPGA的人，建議床頭都有一本數(shù)字電路的書，不管是哪個版本的，這個是基礎，多了解也有助于形成硬件設計的思想。在語言方面，建議初學者學習Verilog語言，VHDL語言語法規(guī)范嚴格，調(diào)試起來很慢，Verilog語言容易上手，而且，一般大型企業(yè)都是用Verilog語言。
　　2.EDA工具問題
　　熟悉幾個常用的就可以的，開發(fā)環(huán)境QuartusII ，或ISE 就可以了，這兩個基本是相通的，會了哪一個，另外的那個也就很Easy了。功能仿真建議使用Modelsim ，如果你是做芯片的，就可以學學別的仿真工具，做FPGA的，Modelsim就足夠了。綜合工具一般用Synplify，初學先不用太關心這個，用Quartus綜合就OK了。
　　3.硬件設計思想問題
　　對于初學者，特別是從軟件轉過來的，設計的程序既費資源又速度慢，而且很有可能綜合不了，這就要求我們熟悉一些固定模塊的寫法，可綜合的模塊很多書上都有，語言介紹上都有，不要想當然的用軟件的思想去寫硬件。
　　4.學習習慣問題
　　FPGA學習要多練習，多仿真，signaltapII是很好的工具，可以看到每個信號的真實值，建議初學者一定要自己多動手，光看書是沒用的。關于英文文檔問題，如果要學會Quartus II的所有功能，只要看它的handbook就可以了，很詳細，對于IT行業(yè)的人，大部分知識來源都是英文文檔，一定要耐心看，會從中收獲很多的。
　　5.算法問題
　　做FPGA的工程師，最后一般都是專攻算法了，這些基礎知識都是順手捏來的，如果你沒有做好搞理論的準備，學FPGA始終只能停留在初級階段上。對于初學者，數(shù)字信號處理是基礎，應該好好理解，往更深的方向，不用什么都學，根據(jù)你以后從事的方向，比如說通信、圖像處理，雷達、聲納、導航定位等。

　　不管你是一名邏輯設計師、硬件工程師或系統(tǒng)工程師，甚或擁有所有這些頭銜，只要你在任何一種高速和多協(xié)議的復雜系統(tǒng)中使用了FPGA，你就很可能需要努力解決好器件配置、電源管理、IP集成、信號完整性和其他的一些關鍵設計問題。不過，你不必獨自面對這些挑戰(zhàn)，因為在當前業(yè)內(nèi)領先的FPGA公司里工作的應用工程師每天都會面對這些問題，而且他們已經(jīng)提出了一些將令你的設計工作變得更輕松的設計指導原則和解決方案

ID:61484 · 發(fā)表于 2015-4-14 22:20

學習一下

ID:87432 · 發(fā)表于 2015-8-1 23:58

good 大同小異

ID:358187 · 發(fā)表于 2018-7-5 08:38

加油；

ID:366599 · 發(fā)表于 2018-7-6 23:30

剛接觸，學習了

ID:43336 · 發(fā)表于 2018-11-8 14:59

好文章值得一看

ID:411940 · 發(fā)表于 2018-11-13 16:49

感謝樓主分享，很好的教程

ID:425251 · 發(fā)表于 2018-11-14 07:41

這第五點，說起來是很深層次的意思，有沒有什么指引類的書。

ID:472634 · 發(fā)表于 2019-6-21 16:43

感謝分享

ID:452731 · 發(fā)表于 2019-7-8 12:40

這個建議倒是不錯，值得我們還沒入門的小白參考

ID:541246 · 發(fā)表于 2019-9-5 21:55

從stm32轉學FPGA，加油

ID:425084 · 發(fā)表于 2019-9-27 16:43

我現(xiàn)在都是畫電路的，感覺畫電路比Verilog難

ID:845573 · 發(fā)表于 2020-11-18 20:44

師傅領進門修行靠個人

ID:571541 · 發(fā)表于 2020-11-24 16:36

多謝樓主分享經(jīng)驗！

ID:491589 · 發(fā)表于 2021-12-25 17:47

樓主說得到位，需要注意這幾個方面的區(qū)別。

ID:294886 · 發(fā)表于 2022-1-5 15:24

謝謝分享，為什么都是作者可見？

ID:474981 · 發(fā)表于 2022-12-7 11:31

所以FPGA學習就是數(shù)電、verilog。然后不斷的看別人代碼，然后寫代碼是嗎？

ID:1057191 · 發(fā)表于 2023-1-22 20:53

我也很想學習FPGA,但是太小白了,學著痛苦

ID:878801 · 發(fā)表于 2023-2-1 16:27

FPGA學習中，謝謝

ID:1064792 · 發(fā)表于 2023-3-1 16:01

通過實際的例子更能加快學習進度

ID:1064792 · 發(fā)表于 2023-3-1 16:04

第一句話是：還沒學數(shù)電的先學數(shù)電。然后你可以選擇verilog或者VHDL，有C語言基礎的，建議選擇VHDL。因為verilog太像C了，很容易混淆，最后你會發(fā)現(xiàn)，你花了大量時間去區(qū)分這兩種語言，而不是在學習如何使用它。當然，你思維能轉得過來，也可以選verilog，畢竟在國內(nèi)verilog用得比較多。

接下來，首先找本實例抄代碼。抄代碼的意義在于熟悉語法規(guī)則和編譯器（又叫綜合器），常用的集成開發(fā)環(huán)境有：Intel的Quartus、Xilinx的ISE和Vivado、Design Compiler 、Synopsys的VCS、Linux下的iverilog、Lattice的Diamond、Microchip的Libero、Synplify pro，然后再模仿著寫，最后不看書也能寫出來。編譯完代碼，就打開RTL圖，看一下綜合出來是什么樣的電路。

HDL是硬件描述語言，突出硬件這一特點，所以要用數(shù)電的思維去思考HDL，而不是用C語言或者其它高級語言，如果不能理解這句話的，可以看《什么是硬件以及什么是軟件》。在這一階段，推薦的教材是《Verilog HDL高級數(shù)字設計》或者是《用于邏輯綜合的VHDL》。不看書也能寫出個三段式狀態(tài)機就可以進入下一階段了。

此外，你手上必須準備Verilog或者VHDL的官方文檔，《verilog_IEEE官方標準手冊-2005_IEEE_P1364》、《IEEE Standard VHDL Language_2008》，以便遇到一些語法問題的時候能查一下。
二、獨立完成中小規(guī)模的數(shù)字電路設計。

現(xiàn)在，你可以設計一些數(shù)字電路了，像交通燈、電子琴、DDS等等，推薦的教材是《Verilog HDL應用程序設計實例精講》。在這一階段，你要做到的是：給你一個指標要求或者時序圖，你能用HDL設計電路去實現(xiàn)它。這里你需要一塊開發(fā)板，可以選Altera的cyclone IV系列，或者Xilinx的Spantan 6。還沒掌握HDL之前千萬不要買開發(fā)板，因為你買回來也沒用。這里你沒必要每次編譯通過就下載代碼，咱們用modelsim仿真（此外還有QuestaSim、NC verilog、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi等仿真工具），如果仿真都不能通過那就不用下載了，肯定不行的。在這里先掌握簡單的testbench就可以了。推薦的教材是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models》。
三、掌握設計方法和設計原則。

你可能發(fā)現(xiàn)你綜合出來的電路盡管沒錯，但有很多警告。這個時候，你得學會同步設計原則、優(yōu)化電路，是速度優(yōu)先還是面積優(yōu)先，時鐘樹應該怎樣設計，怎樣同步兩個異頻時鐘等等。推薦的教材是《FPGA權威指南》、《Altera FPGA/CPLD設計》第二版的基礎篇和高級篇兩本。學會加快編譯速度（增量式編譯、LogicLock），靜態(tài)時序分析（timequest），嵌入式邏輯分析儀（signaltap）就算是通關了。如果有不懂的地方可以暫時跳過，因為這部分還需要足量的實踐，才能有較深刻的理解。
四、學會提高開發(fā)效率。

因為Quartus和ISE的編輯器功能太弱，影響了開發(fā)效率。所以建議使用Sublime text編輯器中代碼片段的功能，以減少重復性勞動。Modelsim也是常用的仿真工具，學會TCL/TK以編寫適合自己的DO文件，使得仿真變得自動化，推薦的教材是《TCL/TK入門經(jīng)典》。你可能會手動備份代碼，但是專業(yè)人士都是用版本控制器Git的，可以提高工作效率。文件比較器Beyond Compare也是個比較常用的工具，Git也有比較功能。此外，你也可以使用System Verilog來替代testbench，這樣效率會更高一些。如果你是做IC驗證的，就必須掌握System Verilog和驗證方法學（UVM）。推薦的教材是《Writing Testbenches using SystemVerilog》、《The UVM Primer》、《System Verilog1800-2012語法手冊》。

掌握了TCL/TK之后，可以學習虛擬Jtag（ISE也有類似的工具）制作屬于自己的調(diào)試工具，此外，有時間的話，最好再學個python。腳本，意味著一勞永逸。

ID:773324 · 發(fā)表于 2023-4-20 23:16

加油學吧

ID:1073340 · 發(fā)表于 2023-4-22 10:46

可以參考數(shù)字系統(tǒng)設計與VerilogHDL這本書進行學習

ID:930401 · 發(fā)表于 2024-9-11 09:41

受益匪淺

ID:1136867 · 發(fā)表于 2024-11-19 20:44

樓主說的很好哇，就我個人而言，如果要快速上手，先掌握組合邏輯門和狀態(tài)機就可以寫一些簡單的程序了。我個人用的是Xilinx的vivado,硬件平臺用的是basys3。個人感覺硬件設計（模塊）自上而下，軟件設計自下而上。

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