初学者如何学习FPGA？一文为你讲解清楚

news2024/11/18 11:20:15

想学习一门技术之前，我们先会从编程语言入手。就像学习FPGA，往往是从VHDL或者Verilog开始入手学习的。

当然，任何编程语言的学习都不能一劳永逸，因为任何经验技巧都是在实践的过程中才能学到，FPGA的学习当然也不例外。下面就以我的个人经验，来为大家解析一下FPGA的学习技巧。

什么是FPGA？

FPGA 是一种硬件可重构的体系结构。它的英文全称是Field Programmable Gate Array，中文名是现场可编程门阵列。
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FPGA就是一个可以通过编程来改变内部结构的芯片。

FPGA工程师，小白具体要怎么学？

作为一个初次学习FPGA新手来说，从零基础入门到进阶为FPGA工程师，需要具备哪些基础知识、学习哪些技能呢？

1.Verilog语言及其于硬件电路之间的关系。
2.器件结构（最好熟练掌握Spartan3，Vertix4系列的器件结构，及其资源于Verilog行为描述方法的关系）
3.开发工具（熟练掌握Synplify,Quartus,ISE,Modelsim)
4.数字电路（组合电路，触发器，特别是D触发器构成分频器，奇数倍分频占空比为50%，时序电路，并且能用Verilog语言描叙）
5.熟悉FPGA设计流程（仿真，综合，布局布线，时序分析）
6.熟练掌握资源估算（特别是slice,lut,ram等资源的估算）
7.同步设计原理
8.熟练掌握基本概念（如建立时间，保持时间，流量（即所做FPGA设计的波特率）计算，延迟时间计算（所做FPGA设计），竞争冒险，消除毛刺的方法等等）
9.具备具体设计经验（对应届生而言如毕业设计）
10.良好的设计思路（流水线设计即熟称打拍子，在速率资源功耗之间的折中考虑）

FPGA学习重点

1. 看代码，建模型
只有在脑海中建立了一个个逻辑模型，理解FPGA内部逻辑结构实现的基础，才能明白为什么写Verilog和写C整体思路是不一样的。

2. 用数学思维来简化设计逻辑
学习FPGA不仅逻辑思维很重要，好的数学思维也能让你的设计化繁为简，所以啊，那些看见高数就头疼的同学需要重视一下这门课程。

3. 时钟与触发器的关系
一直流传这样的一句话“时钟是时序电路的控制者”，可以说是FPGA设计的圣言。FPGA的设计主要是以时序电路为主，因为组合逻辑电路再怎么复杂也变不出太多花样，理解起来相对就比较容易。但是时序电路就不同了，它的所有动作都是在时钟一拍一拍的节奏下转变触发，可以说时钟就是整个电路的控制者，控制不好，电路功能就会混乱。

最后简单说一下体会吧，归结起来就是多实践、多思考、多问。实践出真知，看100遍别人的方案不如自己去实践一下。实践的动力一方面来自兴趣，一方面来自压力。有需求会容易形成压力，也就是说最好能在实际的项目开发中锻炼，而不是为了学习而学习。

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