FPGA入門(mén)需要什么知識(shí)

ID:596800 · 發(fā)表于 2019-11-7 22:32

我想入手FPGA，不知道需要什么前期知識(shí)儲(chǔ)備

ID:235200 · 發(fā)表于 2019-11-9 21:50

必須熟悉各種數(shù)字邏輯,如譯碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、寄存器、存儲(chǔ)器、各種邏輯門(mén)，然后學(xué)習(xí)用程序定義輸入輸出，之間用邏輯表達(dá)式表示其邏輯關(guān)系

ID:155507 · 發(fā)表于 2019-11-9 22:12

數(shù)字電路基礎(chǔ)

說(shuō)到底，F(xiàn)PGA就是一堆數(shù)字邏輯組合在一起實(shí)現(xiàn)特定功能而已。所以數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)是根本。如果你連觸發(fā)器，組合電路，時(shí)序電路，競(jìng)爭(zhēng)，毛刺等等基本概念還模棱兩可不清不楚的話(huà)，那玩轉(zhuǎn)FPGA只能是癡人說(shuō)夢(mèng)的幻想了。

FPGA基本單元都相似，都是由真值表和D觸發(fā)器構(gòu)成。改變真值表的值就改變了邏輯功能，再通過(guò)和D觸發(fā)器組合來(lái)實(shí)現(xiàn)任何時(shí)序邏輯。所以我們對(duì)FPGA的編程，實(shí)際上就是去修改這些真值表和連接關(guān)系，使他們組成一張專(zhuān)門(mén)的真值表，去實(shí)現(xiàn)特定的功能。這和軟件編程一步步運(yùn)行程序有本質(zhì)的區(qū)別。

我們必須要好好的學(xué)好數(shù)字電路基礎(chǔ)這門(mén)課，基本的數(shù)字電路爛熟于心。把這些基礎(chǔ)打牢固，再往更深的方向發(fā)展。什么時(shí)候能夠從抽象的算法中提煉算法的結(jié)構(gòu)，再分解成具體的模塊并通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)出來(lái)，這時(shí)候就算從菜鳥(niǎo)級(jí)別步入老鳥(niǎo)級(jí)別了。

ID:275826 · 發(fā)表于 2019-11-9 22:33

需要數(shù)字電子技術(shù)方面和C語(yǔ)言方面基礎(chǔ)

ID:155507 · 發(fā)表于 2019-11-10 11:51

tyrl800 發(fā)表于 2019-11-9 22:33
需要數(shù)字電子技術(shù)方面和C語(yǔ)言方面基礎(chǔ)

FPGA 不用C語(yǔ)言，用HDL語(yǔ)言

HDL語(yǔ)言的英語(yǔ)全稱(chēng)是：Hardware Description Language，注意這個(gè)單詞Description，而不是Design。老外為什么要用Description這個(gè)詞而不是Design呢？因?yàn)镠DL確實(shí)不是用用來(lái)設(shè)計(jì)硬件的，而僅僅是用來(lái)描述硬件的。

描述這個(gè)詞精確地反映了HDL語(yǔ)言的本質(zhì)，HDL語(yǔ)言不過(guò)是已知硬件電路的文本表現(xiàn)形式而已，只是將以后的電路用文本的形式描述出來(lái)而已。而在編寫(xiě)語(yǔ)言之前，硬件電路應(yīng)該已經(jīng)被設(shè)計(jì)出來(lái)了。語(yǔ)言只不過(guò)是將這種設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為文字表達(dá)形式而已。但是很多人就不理解了，既然硬件都已經(jīng)被設(shè)計(jì)出來(lái)了，直接拿去制作部就完了，為什么還要轉(zhuǎn)化為文字表達(dá)形式再通過(guò)EDA工具這些麻煩的流程呢？

其實(shí)這就是很多菜鳥(niǎo)沒(méi)有了解設(shè)計(jì)的抽象層次的問(wèn)題，任何設(shè)計(jì)包括什么服裝、機(jī)械、廣告設(shè)計(jì)都有一個(gè)抽象層次的問(wèn)題。就拿廣告設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)吧，最初的設(shè)計(jì)也許就是一個(gè)概念，設(shè)計(jì)出這個(gè)概念也是就是一個(gè)點(diǎn)子而已，離最終拍成廣告還差得很遠(yuǎn)。

ID:401564 · 發(fā)表于 2019-11-11 15:46

FPGA對(duì)數(shù)字電路基礎(chǔ)的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單片機(jī)
編程的思路和單片機(jī)也是不同的,單片機(jī)是通過(guò)語(yǔ)言去操作硬件
FPGA則是用語(yǔ)言來(lái)描述這是一個(gè)什么硬件,哪個(gè)是輸入,哪個(gè)是輸出,輸入和輸出的關(guān)系是什么
單片機(jī)只要對(duì)數(shù)字電路看一個(gè)大概就可以了
但FPGA對(duì)于入門(mén)要求就比較高,基本是要精通數(shù)字電路才行
但FPGA從業(yè)者的工資也是要高出不少的

ID:640249 · 發(fā)表于 2019-11-12 10:41

FPGA已成為現(xiàn)今的技術(shù)熱點(diǎn)之一，無(wú)論學(xué)生還是工程師都希望跨進(jìn)FPGA的大門(mén)。網(wǎng)絡(luò)上各種開(kāi)發(fā)板、培訓(xùn)班更是多如牛毛，仿佛在告訴你不懂FPGA你就OUT啦。那么我們要玩轉(zhuǎn)FPGA必須具備哪些基礎(chǔ)知識(shí)呢？下面我們慢慢道來(lái)。　　（一）要了解什么是FPGA 　　既然要玩轉(zhuǎn)FPGA，那我們首先最重要的當(dāng)然是要了解什么FPGA。FPGA（Field-Programmable Gate Array），即現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列。看到編程兩個(gè)字碼農(nóng)就笑了，不就是編程嘛，那可是我們的強(qiáng)項(xiàng)。且慢，此編程非彼編程。一定要把FPGA的編程和軟件編程區(qū)分開(kāi)來(lái)。軟件的編程，處理器會(huì) 逐條的把語(yǔ)言翻譯成各種控制信號(hào)，去控制內(nèi)部電路完成一個(gè)個(gè)運(yùn)算或操作。那么FPGA的編程是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？無(wú)論Altera家還是Xlinix家的 FPGA，叫法有什么差異，基本單元都相似，都是由真值表和D觸發(fā)器構(gòu)成。改變真值表的值就改變了邏輯功能，再通過(guò)和D觸發(fā)器組合來(lái)實(shí)現(xiàn)任何時(shí)序邏輯。所以我們對(duì)FPGA的編程，實(shí)際上就是去修改這些真值表和連接關(guān)系，使他們組成一張專(zhuān)門(mén)的真值表，去實(shí)現(xiàn)特定的功能。這和軟件編程一步步運(yùn)行程序有本質(zhì)的區(qū) 別。要想玩轉(zhuǎn)FPGA，就必須理解FPGA內(nèi)部的工作原理，學(xué)習(xí)如何利用這些單元實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯設(shè)計(jì)。　　（二）正確理解HDL語(yǔ)言　　HDL（Hardware Description Language），硬件描述語(yǔ)言。通過(guò)名稱(chēng)我們能看出來(lái)，HDL語(yǔ)言是一種“描述”語(yǔ)言，這一點(diǎn)和C語(yǔ)言是有本質(zhì)區(qū)別的。正確理解描述的含義，對(duì)學(xué)好 HDL語(yǔ)言很有幫助。HDL語(yǔ)言只是用文本的方式把硬件電路描述出來(lái)。我們?cè)陂喿xHDL程序的時(shí)候，在腦子里應(yīng)該能反映出一個(gè)完整的硬件電路結(jié)構(gòu)。從另一方面說(shuō)，我們?cè)诰帉?xiě)HDL語(yǔ)言之前，就已經(jīng)對(duì)要實(shí)現(xiàn)的電路有清晰的概念。所以HDL語(yǔ)言只是一個(gè)描述我們頭腦中具體電路的工具，玩轉(zhuǎn)FPGA的根本不是語(yǔ) 言而是邏輯電路設(shè)計(jì)。不要再糾結(jié)于我應(yīng)該學(xué)習(xí)VHDL還是Verilog，那種語(yǔ)言更好學(xué)這些問(wèn)題。如果把學(xué)習(xí)FPGA的重點(diǎn)放在學(xué)習(xí)語(yǔ)言上，死記硬背一些語(yǔ)法，那自然是抓錯(cuò)了重點(diǎn)。語(yǔ)言在日常使用中會(huì)越用越熟練，不需要花很長(zhǎng)的專(zhuān)門(mén)時(shí)間去學(xué)習(xí)。當(dāng)然一本好的參考資料可以隨時(shí)方便查詢(xún)會(huì)是很有幫助的。　

ID:640249 · 發(fā)表于 2019-11-12 11:54

FPGA相對(duì)其它技術(shù)的學(xué)習(xí)與入門(mén)來(lái)講，門(mén)檻性較高；首要一點(diǎn)，在學(xué)習(xí)FPGA之前，本科期間必須學(xué)習(xí)了解數(shù)字電路基礎(chǔ)課程，模電電路基礎(chǔ)課程；在我們步入大學(xué)期間，作為理工科，我們接觸到的也是初步對(duì)可編程領(lǐng)域的接觸就是單片機(jī)，在初步認(rèn)識(shí)單片機(jī)，接觸單片機(jī)，動(dòng)手學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)單片機(jī)的時(shí)候，我們就開(kāi)始打基礎(chǔ)，對(duì)語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)，C語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)；所以，如果在你學(xué)習(xí)FPGA之前，你對(duì)單片機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)，學(xué)習(xí)過(guò)，那么FPGA這塊你學(xué)習(xí)起來(lái)也是具備一定的基礎(chǔ)性；FPGA是什么，F(xiàn)PGA就是：現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的簡(jiǎn)稱(chēng)；FPGA就是數(shù)字電路，核心是數(shù)字在前；所以，F(xiàn)PGA的開(kāi)發(fā)核心就是數(shù)字電路的學(xué)習(xí)與掌握，至于對(duì)開(kāi)發(fā)工具的學(xué)習(xí)，我們要明白，開(kāi)發(fā)工具是幫助我們實(shí)現(xiàn)：高速，穩(wěn)定，可靠，低功耗電路的一種手段。
做FPGA主要是要有電路的思想，作為初學(xué)者，往往對(duì)器件可能不是熟悉，那么應(yīng)該對(duì)于數(shù)字電路的知識(shí)很熟悉吧，F(xiàn)PGA中是由觸發(fā)器和查找表以及互聯(lián)線(xiàn)等基本結(jié)構(gòu)組成的，其實(shí)我們?cè)诖a里面能夠看到的就是與非門(mén)以及觸發(fā)器，不要把verilog和c語(yǔ)言等同起來(lái)，根本就是不同的東西，沒(méi)有什么可比性，在寫(xiě)一句程序的時(shí)候應(yīng)該想到出來(lái)的是一個(gè)什么樣的電路，計(jì)數(shù)器，選擇器，三態(tài)門(mén)等等。
那么，在理解時(shí)序，邏輯是一拍一拍的東西，在設(shè)計(jì)初期想的不是很清楚的時(shí)候可以畫(huà)畫(huà)時(shí)序圖，這樣思路會(huì)更加的清晰，還有就是仿真很重要，不要寫(xiě)完程序就去往FPGA中去加載，首先要仿真，尤其是對(duì)比較大型一點(diǎn)的程序，想像自己是在做ASIC，是沒(méi)有二次機(jī)會(huì)的，所以一定要把仿真做好，還有很多新手對(duì)于語(yǔ)言的學(xué)習(xí)不知道選vhdl好還是verilog好，個(gè)人偏好verilog，當(dāng)然不是說(shuō)vhdl不好，反正寫(xiě)出來(lái)的都是電路，那當(dāng)然就不要在語(yǔ)言的語(yǔ)法上面花太多的功夫了

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FPGA入門(mén)需要什么知識(shí)