第一篇：FPGA學(xué)習(xí)心得

回想起自己學(xué)FPGA，已經(jīng)有一段時(shí)間了，從開始的茫然，到后來的瘋狂看書，設(shè)計(jì)開發(fā)板，調(diào)電路，練習(xí)各種FPGA實(shí)例，到最后能獨(dú)立完成項(xiàng)目，一路走來，感受頗多，拿出來和大家分享，順便介紹下自己的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)所得，希望對初學(xué)者有所幫助。

廢話不說了，下面進(jìn)入正題，學(xué)習(xí)FPGA我主要經(jīng)歷了這么幾個(gè)階段：

①、Verilog語言的學(xué)習(xí)，熟悉Verilog語言的各種語法。

②、FPGA的學(xué)習(xí)，熟悉QuartusII軟件的各種功能，各種邏輯算法設(shè)計(jì)，接口模塊(RS232,LCD,VGA,SPI,I2c等)的設(shè)計(jì)，時(shí)序分析，硬件優(yōu)化等，自己開始設(shè)計(jì)簡單的FPGA板子。

③、NiosII的學(xué)習(xí)，熟悉NiosII的開發(fā)流程，熟悉開發(fā)軟件(SOPC,NiosII IDE),了解NiosII的基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)NiosII開發(fā)板，編寫NiosII C語言程序，調(diào)試板子各模塊功能。

先來說說第一個(gè)階段，現(xiàn)在主要的硬件描述語言有VHDL，Verilog兩種，在本科時(shí)老師一般教VHDL，不過現(xiàn)在Verilog用的人越來越多，其更容易上手(與C語言語法比較類似),也更靈活，現(xiàn)在的IC設(shè)計(jì)基本都用Verilog。像systemC，systemVerilog之類的應(yīng)該還在萌芽階段，以后可能會(huì)有較大發(fā)展。鑒于以上原因我選擇了Verilog作為我學(xué)習(xí)的硬件描述語言。

其實(shí)有C語言的基礎(chǔ)，學(xué)起Verilog的語言很簡單，關(guān)鍵要有并行的概念，所有的module，assign，always都是并行的，這一點(diǎn)與軟件語言有明顯不同。這里推薦幾本評價(jià)比較好的學(xué)習(xí)Verilog的書籍：

①、《verilog 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程》，這本書對于入門是一本很好的書，通俗易懂，讓人很快上手，它里面的例子也不錯(cuò)。但本書對于資源優(yōu)化方面的編程沒有多少涉及到。

②、《設(shè)計(jì)與驗(yàn)證Verilog HDL》，這本書雖然比較薄，但是相當(dāng)精辟，講解的也很深入，很多概念看了這本書有種豁然開朗的感覺，呵呵。

學(xué)習(xí)Verilog其實(shí)不用看很多書，基本的語法部分大家都一樣，關(guān)鍵是要自己會(huì)靈活應(yīng)用，多做練習(xí)。

Verilog語言學(xué)了一段時(shí)間，感覺自己可以編點(diǎn)東西，希望自己編的程序在板子上運(yùn)行看看結(jié)果，下面就介紹我學(xué)習(xí)的第二個(gè)階段。

剛開始我拿了實(shí)驗(yàn)室一塊CPLD的開發(fā)板做練習(xí)，熟悉QuartusII的各種功能，比如IP的調(diào)用，各種約束設(shè)置，時(shí)序分析，Logiclock設(shè)計(jì)方法等，不過做到后面發(fā)現(xiàn)CPLD的資源不太夠(沒有內(nèi)嵌的RAM、不能用SignalTapII，LE太少等)，而實(shí)驗(yàn)室沒有FPGA開發(fā)板，所以就萌生了自己做FPGA開發(fā)板的意圖，剛好Cadence我也學(xué)的差不多了，就花了幾天時(shí)間主要研究了FPGA配置電路的設(shè)計(jì)，在板子上做了Jtag和AS下載口，在做了幾個(gè)用戶按鍵和LED，其他的口全部引出作為IO口，電路比較簡單，板子焊好后一調(diào)就通了(心里那個(gè)爽啊...)。我選的FPGA是cycloneII系列的EP2C5，資源比以前的FPGA多了好幾倍，還有PLL，內(nèi)嵌的RAM，可以試試SignalTapII，用內(nèi)嵌的邏輯分析儀測試引腳波形，對于FPGA的調(diào)試，邏輯分析儀是至關(guān)重要的。利用這塊板子我完成了項(xiàng)目中的幾個(gè)主要功能：RS232通信，指令譯碼，配置DDS，AD數(shù)據(jù)高速緩存，電子開關(guān)狀態(tài)設(shè)置等，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)起來真的比平時(shí)快很多，用到什么學(xué)什么動(dòng)力更大。這個(gè)時(shí)候我主要看的數(shù)據(jù)有這幾本感覺比較好：

①、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇）》：講解一些基本的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)，以及QuartusII中各個(gè)工具的用法（IP，RTL，SignalProbe，SignalTapII，Timing Closure Floorplan，chip Editor等），對于入門非常好。

②、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（高級篇）》：講解了一些高級工具的應(yīng)用，LogicLock，時(shí)序約束很分析，設(shè)計(jì)優(yōu)化，也講述了一些硬件編程的思想，作為提高用。

③、《FPGA設(shè)計(jì)指南--器件，工具和流程》：這本書看了他的目錄忍不住就買了，這本書講述了FPGA設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，雖然每個(gè)方面都是點(diǎn)到為止，但能讓你有個(gè)整體的概念，了解FPGA的所有設(shè)計(jì)功能，了解FPGA開發(fā)的整個(gè)流程。

④、在這里也推薦幾個(gè)學(xué)習(xí)FPGA比較好的論壇

⑤、其實(shí)最好的學(xué)習(xí)網(wǎng)站莫過于Altera的官方網(wǎng)站，不過很多人一看到英語就不想看，其實(shí)上面的英文很簡單，很多時(shí)候不敢看是因?yàn)閷ψ约簺]信心或心靜不下來看。不過官方網(wǎng)站上資料很多，剛開始可能會(huì)覺得資料安排的有點(diǎn)亂，不方便查找，以后有時(shí)間我列個(gè)資料的鏈接目錄，整理一下，方便大家查找。

到這里，自己最FPGA的學(xué)習(xí)有一段時(shí)間了，練習(xí)了很多實(shí)例，自己也編寫了不少程序，也有了一些項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，算是對FPGA有些了解了。在不斷的學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)FPGA不僅可以做邏輯設(shè)計(jì)，算法設(shè)計(jì)等，還能做嵌入式開發(fā)，altera先后開發(fā)了Nios，NiosII兩款FPGA的嵌入式軟核，并有配套的軟件，剛開始看到這些我真是心中突然豁然開朗，學(xué)習(xí)真的是無止境，又一個(gè)全新的領(lǐng)域擺在我面前，我決定學(xué)習(xí)NiosII，要學(xué)就要學(xué)最好。

剛開始入門是很痛苦的，嵌入式設(shè)計(jì)需要從硬件到驅(qū)動(dòng)到軟件全部熟悉，硬件系統(tǒng)問題還不是很大(以前做過單片機(jī)，DSP等MCU),處理器的架構(gòu)心里還有點(diǎn)數(shù)，對于驅(qū)動(dòng)和軟件工程，剛開始學(xué)習(xí)真的很頭痛。NiosII應(yīng)該還算比較新的內(nèi)容(應(yīng)該是2004年出的)，國內(nèi)的書籍不算很多，網(wǎng)上這方面的資料也比較零碎，所以我就開始將Altera網(wǎng)站上這方面的資料系統(tǒng)的看一邊，這里推薦幾本網(wǎng)站上的handbook：

①、Embedded Design Handbook

②、Nios II Processor Reference Handbook

③、Nios II Software Developer's Handbook

④、Quartus II Handbook, Volume 4: SOPC Builder

⑤、Quartus II Handbook, Volume 5: Embedded Peripherals

看完這些handbook，總算基本明白整個(gè)架構(gòu)，軟硬件設(shè)計(jì)方法，驅(qū)動(dòng)的編寫等，感覺自己可以編一些嵌入式的程序了，不過雖然前面做的那塊ep2c5的板子支持NiosII系統(tǒng)，不過對于嵌入式設(shè)計(jì)來說還是顯得單薄了一點(diǎn)，沒有SDRAM，F(xiàn)lash這兩個(gè)比較基本的模塊，Ep2C5內(nèi)嵌的RAM太小，程序?qū)懖淮螅颐看慰傄g盡腦汁優(yōu)化程序代碼大小，很多時(shí)候優(yōu)化了后函數(shù)功能會(huì)受到限制，不利于初學(xué)者，也不利于調(diào)試。所以到這里我有產(chǎn)生了自己做一塊Nios開發(fā)板的想法(直接買比較貴，自己做便宜，而且還能鍛煉自己，一舉兩得)，通過借鑒其他開發(fā)板，選擇自己開發(fā)板上需要包含什么模塊，確定各個(gè)模塊使用什么芯片，閱讀各個(gè)芯片的datasheet，畫出原理圖并做出PCB圖，這塊板子我選的是

Ep2c8Q208，比上一塊資源又將近多了一倍，板子上還有以下模塊：SDRAM，F(xiàn)lash，EPCS4，RS232，USB,VGA,PS2,AD,DA,LCD等，滿足了一般開發(fā)板的配置要求。板子回來以后調(diào)試了四五天，(flash工作了，LCD顯示了，RS232通了，USB通了，AD，DA工作了，SDRAM正常了...)，真是每天都有驚喜，每個(gè)模塊都編寫了NiosII軟件測試程序，調(diào)試硬件的時(shí)候?qū)浖倪\(yùn)行也更熟悉了。在這次調(diào)試的過程中真的學(xué)到了很多，為此專門寫了好幾頁調(diào)試筆記，下次拿出來和大家一起分享。現(xiàn)在硬件平臺有了，NiosII也了解的差不多了，終于可以自己編寫一些規(guī)模大一點(diǎn)的程序了。

以后的路還很長，不過也有很多驚喜在等著我們......

第二篇：FPGA學(xué)習(xí)心得

回想起自己學(xué)FPGA，已經(jīng)有一段時(shí)間了，從開始的茫然，到后來的瘋狂看書，設(shè)計(jì)開發(fā)板，調(diào)電路，練習(xí)各種FPGA實(shí)例，到最后能獨(dú)立完成項(xiàng)目，一路走來，感受頗多，拿出來和大家分享，順便介紹下自己的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)所得，希望對初學(xué)者有所幫助。

廢話不說了，下面進(jìn)入正題，學(xué)習(xí)FPGA我主要經(jīng)歷了這么幾個(gè)階段：

①、Verilog語言的學(xué)習(xí)，熟悉Verilog語言的各種語法。

②、FPGA的學(xué)習(xí)，熟悉QuartusII軟件的各種功能，各種邏輯算法設(shè)計(jì)，接口模塊(RS232,LCD,VGA,SPI,I2c等)的設(shè)計(jì)，時(shí)序分析，硬件優(yōu)化等，自己開始設(shè)計(jì)簡單的FPGA板子。

③、NiosII的學(xué)習(xí)，熟悉NiosII的開發(fā)流程，熟悉開發(fā)軟件(SOPC,NiosII IDE),了解NiosII的基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)NiosII開發(fā)板，編寫NiosII C語言程序，調(diào)試板子各模塊功能。

先來說說第一個(gè)階段，現(xiàn)在主要的硬件描述語言有VHDL，Verilog兩種，在本科時(shí)老師一般教VHDL，不過現(xiàn)在

Verilog用的人越來越多，其更容易上手(與C語言語法比較類似),也更靈活，現(xiàn)在的IC設(shè)計(jì)基本都用Verilog。像systemC，systemVerilog之類的應(yīng)該還在萌芽階段，以后可能會(huì)有較大發(fā)展。鑒于以上原因我選擇了Verilog作為我學(xué)習(xí)的硬件描述語言。

其實(shí)有C語言的基礎(chǔ)，學(xué)起Verilog的語言很簡單，關(guān)鍵要有并行的概念，所有的module，assign，always都是并行的，這一點(diǎn)與軟件語言有明顯不同。這里推薦幾本評價(jià)比較好的學(xué)習(xí)Verilog的書籍：

①、《verilog 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程》，這本書對于入門是一本很好的書，通俗易懂，讓人很快上手，它里面的例子也不錯(cuò)。但本書對于資源優(yōu)化方面的編程沒有多少涉及到。

②、《設(shè)計(jì)與驗(yàn)證Verilog HDL》，這本書雖然比較薄，但是相當(dāng)精辟，講解的也很深入，很多概念看了這本書有種豁然開朗的感覺，呵呵。

學(xué)習(xí)Verilog其實(shí)不用看很多書，基本的語法部分大家都一樣，關(guān)鍵是要自己會(huì)靈活應(yīng)用，多做練習(xí)。

Verilog語言學(xué)了一段時(shí)間，感覺自己可以編點(diǎn)東西，希望自己編的程序在板子上運(yùn)行看看結(jié)果，下面就介紹我學(xué)習(xí)的第二個(gè)階段。

剛開始我拿了實(shí)驗(yàn)室一塊CPLD的開發(fā)板做練習(xí)，熟悉QuartusII的各種功能，比如IP的調(diào)用，各種約束設(shè)置，時(shí)序分析，Logiclock設(shè)計(jì)方法等，不過做到后面發(fā)現(xiàn)CPLD的資源不太夠(沒有內(nèi)嵌的RAM、不能用SignalTapII，LE太少等)，而實(shí)驗(yàn)室沒有FPGA開發(fā)板，所以就萌生了自己做FPGA開發(fā)板的意圖，剛好Cadence我也學(xué)的差不多了，就花了幾天時(shí)間主要研究了FPGA配置電路的設(shè)計(jì)，在板子上做了Jtag和AS下載口，在做了幾個(gè)用戶按鍵和LED，其他的口全部引出作為IO口，電路比較簡單，板子焊好后一調(diào)就通了(心里那個(gè)爽啊...)。我選的FPGA是cycloneII系列的EP2C5，資源比以前的FPGA多了好幾倍，還有PLL，內(nèi)嵌的RAM，可以試試SignalTapII，用內(nèi)嵌的邏輯分析儀測試引腳波形，對于FPGA的調(diào)試，邏輯分析儀是至關(guān)重要的。利用這塊板子我完成了項(xiàng)目中的幾個(gè)主要功能：RS232通信，指令譯碼，配置DDS，AD數(shù)據(jù)高速緩存，電子開關(guān)狀態(tài)設(shè)置等，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)起來真的比平時(shí)快很多，用到什么學(xué)什么動(dòng)力更大。這個(gè)時(shí)候我主要看的數(shù)據(jù)有這幾本感覺比較好：

①、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇）》：講解一些基本的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)，以及QuartusII中各個(gè)工具的用法（IP，RTL，SignalProbe，SignalTapII，Timing Closure Floorplan，chip Editor等），對于入門非常好。

②、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（高級篇）》：講解了一些高級工具的應(yīng)用，LogicLock，時(shí)序約束很分析，設(shè)計(jì)優(yōu)化，也講述了一些硬件編程的思想，作為提高用。

③、《FPGA設(shè)計(jì)指南--器件，工具和流程》：這本書看了他的目錄忍不住就買了，這本書講述了FPGA設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，雖然每個(gè)方面都是點(diǎn)到為止，但能讓你有個(gè)整體的概念，了解FPGA的所有設(shè)計(jì)功能，了解FPGA開發(fā)的整個(gè)流程。

④、在這里也推薦幾個(gè)學(xué)習(xí)FPGA比較好的論壇

http://www.tmdps.cnt信號控制著w_fifo_rden、aes_ready等信號，是該模塊的關(guān)鍵信號，通過將它們之間的時(shí)序關(guān)系通過時(shí)序圖反應(yīng)出來，寫代碼時(shí)就可以做到胸有成竹，減少出現(xiàn)邏輯混亂的情況。

聽起來似乎很簡單，但是執(zhí)行起來卻不容易，因?yàn)楫嫴ㄐ螆D是一件很煩鎖的事(有一次一個(gè)模塊因?yàn)椴僮鞅容^多我畫了8張時(shí)序圖)。但是請相信我，如果不這樣做，因?yàn)闀r(shí)序關(guān)系沒有處理好引起設(shè)計(jì)多次迭代所花的時(shí)間遠(yuǎn)多于畫波形圖的時(shí)間。

時(shí)序設(shè)計(jì)好之后，模塊內(nèi)部各個(gè)信號之間的關(guān)系就理得差不多了，之后就是將它翻譯成代碼了，這個(gè)過程以體力勞動(dòng)為主，我就不多說了。

補(bǔ)充一下，畫波形圖推薦用TimingDesigner這個(gè)軟件，如果有更好的，請告訴我，我也不喜歡TimingDesigner:)。

另一個(gè)就是約束。

這里的約束是針對綜合軟件和布局布線軟件而言的。

為什么會(huì)有約束這個(gè)東西出現(xiàn)呢？主要原因是EDA軟件比較笨，難以明白我們的心思，如果我們不把更詳細(xì)的信息告訴它的話它就干不好活，比如需要將輸出寄存器放的與輸出管腳近一點(diǎn)，如果不加約束，EDA軟件可能布通之后就不管了，導(dǎo)致Tco狂大，一點(diǎn)也不善解人意。所以我們需要約束這個(gè)東西，告訴EDA軟件要怎么干活，工程驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)又是什么。

在加約束之前，我們首先要定義一些術(shù)語好告訴EDA軟件我們想干什么，這些術(shù)語便是Fmax、Tsu、Tco等等這些東西。這些東西的含義這里就不多說了，網(wǎng)上的討論已經(jīng)很多了。

有了術(shù)語，還要有一種通信方式與EDA軟件通信，腳本語言充當(dāng)了這一角色。不過現(xiàn)在像quartus這類軟件做的比較智能化了，提供了圖形化界面，但是這背后支撐的還是些腳本語言，大家可以用UltraEdit打加*.qsf文件去看看我們加的約束用腳本語言是怎么寫的。在加了約束之后，EDA工具就可以更好地按照我們的意愿去干活了，比較我們加了Fmax的約束，它就會(huì)盡可能地將關(guān)鍵路徑放的靠近一些，以提高電路工作頻率。當(dāng)然，這是有代價(jià)的，尋找路徑是需要時(shí)間的，要求越苛刻，時(shí)間花的越多，因此加約束的原則的適用就行。如果約束加的過高，就相當(dāng)于讓EDA工具去做一件不可能完成的事，找更短的路徑的時(shí)候說不定找著找著就掉下懸崖了，效果反而更差。

雖然有約束這個(gè)好東西，不過提醒一下，在項(xiàng)目之前千萬對它抱有太多的幻想，把希望寄托在別人的身上并不是每一次都很可靠的，出了問題還是要麻煩自己，加約束只能做一些錦上添花的事情。所以，我們在做方案的時(shí)候就需要對關(guān)鍵路徑進(jìn)行預(yù)估，要通過設(shè)計(jì)而不是約束解決這些問題。

第三篇：個(gè)人FPGA學(xué)習(xí)心得

回想起自己學(xué)FPGA，已經(jīng)有一段時(shí)間了，從開始的茫然，到

后來的瘋狂看書，設(shè)計(jì)開發(fā)板，調(diào)電路，練習(xí)各種FPGA實(shí)例，到最后能獨(dú)立完成項(xiàng)目，一路走來，感受頗多，拿出來和大家分享，順便介紹下自己的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)所得，希望對初學(xué)者有所幫助。

廢話不說了，下面進(jìn)入正題，學(xué)習(xí)FPGA我主要經(jīng)歷了這么幾個(gè)階段：

①、Verilog語言的學(xué)習(xí)，熟悉Verilog語言的各種語法。

②、FPGA的學(xué)習(xí)，熟悉QuartusII軟件的各種功能，各種邏輯算法設(shè)計(jì)，接口模塊(RS232,LCD,VGA,SPI,I2c等)的設(shè)計(jì)，時(shí)序分析，硬件優(yōu)化等，自己開始設(shè)計(jì)簡單的FPGA板子。

③、NiosII的學(xué)習(xí)，熟悉NiosII的開發(fā)流程，熟悉開發(fā)軟件(SOPC,NiosII IDE),了解NiosII的基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)NiosII開發(fā)板，編寫NiosII C語言程序，調(diào)試板子各模塊功能。

先來說說第一個(gè)階段，現(xiàn)在主要的硬件描述語言有VHDL，Verilog兩種，在本科時(shí)老師一般教VHDL，不過現(xiàn)在

Verilog用的人越來越多，其更容易上手(與C語言語法比較類似),也更靈活，現(xiàn)在的IC設(shè)計(jì)基本都用Verilog。像systemC，systemVerilog之類的應(yīng)該還在萌芽階段，以后可能會(huì)有較大發(fā)展。鑒于以上原因我選擇了Verilog作為我學(xué)習(xí)的硬件描述語言。

其實(shí)有C語言的基礎(chǔ)，學(xué)起Verilog的語言很簡單，關(guān)鍵要有并行的概念，所有的module，assign，always都是并行的，這一點(diǎn)與軟件語言有明顯不同。這里推薦幾本評價(jià)比較好的學(xué)習(xí)Verilog的書籍：

①、《verilog 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程》，這本書對于入門是一本很好的書，通俗易懂，讓人很快上手，它里面的例子也不錯(cuò)。但本書對于資源優(yōu)化方面的編程沒有多少涉及到。

②、《設(shè)計(jì)與驗(yàn)證Verilog HDL》，這本書雖然比較薄，但是相當(dāng)精辟，講解的也很深入，很多概念看了這本書有種豁然開朗的感覺，呵呵。

學(xué)習(xí)Verilog其實(shí)不用看很多書，基本的語法部分大家都一樣，關(guān)鍵是要自己會(huì)靈活應(yīng)用，多做練習(xí)。

Verilog語言學(xué)了一段時(shí)間，感覺自己可以編點(diǎn)東西，希望自己編的程序在板子上運(yùn)行看看結(jié)果，下面就介紹我學(xué)習(xí)的第二個(gè)階段。

剛開始我拿了實(shí)驗(yàn)室一塊CPLD的開發(fā)板做練習(xí)，熟悉QuartusII的各種功能，比如IP的調(diào)用，各種約束設(shè)置，時(shí)序分析，Logiclock設(shè)計(jì)方法等，不過做到后面發(fā)現(xiàn)CPLD的資源不太夠(沒有內(nèi)嵌的RAM、不能用SignalTapII，LE太少等)，而實(shí)驗(yàn)室沒有FPGA開發(fā)板，所以就萌生了自己做FPGA開發(fā)板的意圖，剛好Cadence我也學(xué)的差不多了，就花了幾天時(shí)間主要研究了FPGA配置電路的設(shè)計(jì)，在板子上做了Jtag和AS下載口，在做了幾個(gè)用戶按鍵和LED，其他的口全部引出作為IO口，電路比較簡單，板子焊好后一調(diào)就通了(心里那個(gè)爽啊...)。我選的FPGA是cycloneII系列的EP2C5，資源比以前的FPGA多了好幾倍，還有PLL，內(nèi)嵌的RAM，可以試試SignalTapII，用內(nèi)嵌的邏輯分析儀測試引腳波形，對于FPGA的調(diào)試，邏輯分析儀是至關(guān)重要的。利用這塊板子我完成了項(xiàng)目中的幾個(gè)主要功能：RS232通信，指令譯碼，配置DDS，AD數(shù)據(jù)高速緩存，電子開關(guān)狀態(tài)設(shè)置等，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)起來真的比平時(shí)快很多，用到什么學(xué)什么動(dòng)力更大。這個(gè)時(shí)候我主要看的數(shù)據(jù)有這幾本感覺比較好：

①、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇）》：講解一些基本的FPGA設(shè)計(jì)技術(shù)，以及QuartusII中各個(gè)工具的用法（IP，RTL，SignalProbe，SignalTapII，Timing Closure Floorplan，chip Editor等），對于入門非常好。

②、《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（高級篇）》：講解了一些高級工具的應(yīng)用，LogicLock，時(shí)序約束很分析，設(shè)計(jì)優(yōu)化，也講述了一些硬件編程的思想，作為提高用。

③、《FPGA設(shè)計(jì)指南--器件，工具和流程》：這本書看了他的目錄忍不住就買了，這本書講述了FPGA設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，雖然每個(gè)方面都是點(diǎn)到為止，但能讓你有個(gè)整體的概念，了解FPGA的所有設(shè)計(jì)功能，了解FPGA開發(fā)的整個(gè)流程。

④、在這里也推薦幾個(gè)學(xué)習(xí)FPGA比較好的論壇

http://www.tmdps.cn，不過很多人一看到英語就不想看，其實(shí)上面的英文很簡單，很多時(shí)候不敢看是因?yàn)閷ψ约簺]信心或心靜不下來看。不過官方網(wǎng)站上資料很多，剛開始可能會(huì)覺得資料安排的有點(diǎn)亂，不方便查找，以后有時(shí)間我列個(gè)資料的鏈接目錄，整理一下，方便大家查找。

到這里，自己最FPGA的學(xué)習(xí)有一段時(shí)間了，練習(xí)了很多實(shí)例，自己也編寫了不少程序，也有了一些項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，算是對FPGA有些了解了。在不斷的學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)FPGA不僅可以做邏輯設(shè)計(jì)，算法設(shè)計(jì)等，還能做嵌入式開發(fā)，altera先后開發(fā)了Nios，NiosII兩款FPGA的嵌入式軟核，并有配套的軟件，剛開始看到這些我真是心中突然豁然開朗，學(xué)習(xí)真的是無止境，又一個(gè)全新的領(lǐng)域擺在我面前，我決定學(xué)習(xí)NiosII，要學(xué)就要學(xué)最好。

剛開始入門是很痛苦的，嵌入式設(shè)計(jì)需要從硬件到驅(qū)動(dòng)到軟件全部熟悉，硬件系統(tǒng)問題還不是很大(以前做過單片機(jī)，DSP等MCU),處理器的架構(gòu)心里還有點(diǎn)數(shù)，對于驅(qū)動(dòng)和軟件工程，剛開始學(xué)習(xí)真的很頭痛。NiosII應(yīng)該還算比較新的內(nèi)容(應(yīng)該是2004年出的)，國內(nèi)的書籍不算很多，網(wǎng)上這方面的資料也比較零碎，所以我就開始將Altera網(wǎng)站上這方面的資料系統(tǒng)的看一邊，這里推薦幾本網(wǎng)站上的handbook：

①、Embedded Design Handbook

②、Nios II Processor Reference Handbook

③、Nios II Software Developer's Handbook

④、Quartus II Handbook, Volume 4: SOPC Builder

⑤、Quartus II Handbook, Volume 5: Embedded Peripherals

看完這些handbook，總算基本明白整個(gè)架構(gòu)，軟硬件設(shè)計(jì)方法，驅(qū)動(dòng)的編寫等，感覺自己可以編一些嵌入式的程序了，不過雖然前面做的那塊ep2c5的板子支持NiosII系統(tǒng)，不過對于嵌入式設(shè)計(jì)來說還是顯得單薄了一點(diǎn)，沒有SDRAM，F(xiàn)lash這兩個(gè)比較基本的模塊，Ep2C5內(nèi)嵌的RAM太小，程序?qū)懖淮螅颐看慰傄g盡腦汁優(yōu)化程序代碼大小，很多時(shí)候優(yōu)化了后函數(shù)功能會(huì)受到限制，不利于初學(xué)者，也不利于調(diào)試。所以到這里我有產(chǎn)生了自己做一塊Nios開發(fā)板的想法(直接買比較貴，自己做便宜，而且還能鍛煉自己，一舉兩得)，通過借鑒其他開發(fā)板，選擇自己開發(fā)板上需要包含什么模塊，確定各個(gè)模塊使用什么芯片，閱讀各個(gè)芯片的datasheet，畫出原理圖并做出PCB圖，這塊板子我選的是Ep2c8Q208，比上一塊資源又將近多了一倍，板子上還有以下模塊：SDRAM，F(xiàn)lash，EPCS4，RS232，USB,VGA,PS2,AD,DA,LCD等，滿足了一般開發(fā)板的配置要求。板子回來以后調(diào)試了四五天，(flash工作了，LCD顯示了，RS232通了，USB通了，AD，DA工作了，SDRAM正常了...)，真是每天都有驚喜，每個(gè)模塊都編寫了NiosII軟件測試程序，調(diào)試硬件的時(shí)候?qū)浖倪\(yùn)行也更熟悉了。在這次調(diào)試的過程中真的學(xué)到了很多，為此專門寫了好幾頁調(diào)試筆記，下次拿出來和大家一起分享。現(xiàn)在硬件平臺有了，NiosII也了解的差不多了，終于可以自己編寫一些規(guī)模大一點(diǎn)的程序了。

學(xué)FPGA的一點(diǎn)心得

從去年開始學(xué)FPGA,以前一直做DSP,但因?yàn)轫?xiàng)目的需要,在一個(gè)應(yīng)用中只有FPGA才能解決問題,所以硬著頭皮上FPGA,又因?yàn)榻Y(jié)項(xiàng)目的時(shí)間比較緊,所以主要以解決問題為目的,說真的,項(xiàng)目做下來寫了四千多行的代碼,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo),但對FPGA學(xué)習(xí)還不夠系統(tǒng),也正進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中.因?yàn)槲沂菃胃?沒有團(tuán)隊(duì),遇到問題只能在網(wǎng)上找資料,其難度可想而知,幸好以前用過CPLD,有一點(diǎn)基礎(chǔ),用的編程語言是VHDL，感覺AHDL寫一點(diǎn)小程序還可以，但做復(fù)雜程序就有點(diǎn)費(fèi)力了（應(yīng)該是我的AHDL沒學(xué)好），所以在做FPGA程序時(shí)我選擇了比較簡單的verilog語言。

由于沒人指導(dǎo)，所以買了一個(gè)簡單的FPGA開發(fā)板，是Cyclone的，開發(fā)板就是好，送了較多學(xué)習(xí)資料，用了一個(gè)星期的時(shí)間，學(xué)習(xí)了NIOSII的基本應(yīng)用，當(dāng)然，我的需要就是知道如何在NIOS里控制一個(gè)信號的高低電平變化就夠了，其它全是C語言的東西，主要是熟悉了Quartus的開發(fā)平臺，并用NIOS程序把要實(shí)現(xiàn)的主要代碼用C寫了一遍，通過了，但速度上不去。有這些知識做鋪墊后，就開始了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

項(xiàng)目要求將外部高速數(shù)據(jù)（40MB/s)進(jìn)行存盤，并可以將存盤的數(shù)據(jù)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候原路返回（速度不變）。所以在硬件的設(shè)計(jì)上FPGA選擇了EP2C35F484C8N，外部有128M的SDRAM做為數(shù)據(jù)的緩沖。所以FPGA的主要程序集中在ATAHOST控制器（實(shí)現(xiàn)UDMA讀寫）、SDRAM控制器（大容量循環(huán)緩沖）上，當(dāng)然還包括一些其它的控制，如實(shí)時(shí)時(shí)鐘，USB2.0芯片控制，RS232的通信及相應(yīng)的通信協(xié)

議。

硬件完成后，大部分的時(shí)間都在寫程序，感覺verilog跟Ｃ差不多，就將原來寫成的Ｃ代碼翻譯了一下，每寫一段代碼就測試一下。起初并不知道在Quartus里還有邏輯分析儀的功能，所以程序出了問題只能使勁的分析代碼，猜想問題可能出在哪里，萬不得已時(shí)才做一下仿真（后來看很多有做程序都先做仿真，仿真通過后再下載到目標(biāo)板里運(yùn)行測試，但到現(xiàn)在我的仿真關(guān)還沒過），所以做得很累。我感到這樣做下去到時(shí)間結(jié)點(diǎn)肯定結(jié)了不了項(xiàng)目，就找FPGA的ＱＱ群向高手們請教經(jīng)驗(yàn)，知道了可以Quartus的邏輯分析儀來觀察信號，哈哈，爽了（感謝感謝）。后面的程序找問題就容易多了，按照ATA協(xié)議、SDRAM手冊、及各外圍芯片手冊一步步寫下去，當(dāng)然其中也遇到了各種各樣的問題，但很快得到解決。一直到項(xiàng)目結(jié)束，都是用邏輯分析儀來找問題，沒做過仿真（所以現(xiàn)在仿真關(guān)還沒過）。

今年又用FPGA做了一些項(xiàng)目。簡單說一下體會(huì)吧，歸結(jié)起來就三個(gè)字：做、想、問。書讀千遍，不如做一遍；看別人做百次，不如自己做一次；就是要實(shí)踐。實(shí)踐的動(dòng)力一方面來自興趣，別一方面來自己壓力，我個(gè)人覺得后者更重要。有需求會(huì)容易形成壓力，也就是說最好能在實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)中鍛煉，而不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)。在做的過程中要多想，多想想問題出現(xiàn)的原因，問題解決后要多問幾個(gè)為什么，這也是經(jīng)驗(yàn)積累的過程，最好要寫項(xiàng)目日志，把問題及原因、解決的辦法都寫進(jìn)去。還要多問，遇到問題經(jīng)歷了痛苦的思索后還得不到解決就要問了，問搜索引擎，問網(wǎng)友，問同學(xué)同行，一篇文章、朋友們的點(diǎn)撥都可能幫助自己快

速解決問題。

FPGA入門心得及系列資料

不知道為什么自己每次接受一個(gè)新事物，總要花上那么長的一段時(shí)間。每個(gè)東西，總要經(jīng)過從一點(diǎn)都不了解，到有點(diǎn)了知道，到最后才想知道要來學(xué)學(xué)，但每次學(xué)習(xí)時(shí)也總是走馬觀花。可能真的受中國的教育思想束縛的太嚴(yán)重了吧。以前的人讀書，好像也沒有什么目標(biāo)，只是知道上課要認(rèn)真聽，考試要考好。這樣就可以了。也從來沒想過，我學(xué)這個(gè)到底有什么用呢。

但是上了大學(xué)后，一切都改變了。我們的學(xué)習(xí)也不再是為了考試而考試了。尤其是像我們學(xué)電子，假如僅僅是為考試的話，那你的大學(xué)完全可以過得很輕松，整天睡覺，游戲，照樣可以考高分。那樣畢業(yè)了，你說你的大學(xué)學(xué)習(xí)是不是等于0。到頭來還是什么也不是。所以當(dāng)你進(jìn)入大學(xué)，當(dāng)你選擇了電子，就決定了你從此要為之付出。不管將來怎樣，只要你朝著自己的方向走，一定會(huì)成功的。

現(xiàn)在說說FPGA的學(xué)習(xí)吧，或許，很多人剛接觸FPGA時(shí)，可能還在為到底什么是CPLD，什么時(shí)FPGA，我到底要學(xué)習(xí)哪門語言而苦惱，不知大家是不是這樣，但是我曾經(jīng)就是這樣，也到網(wǎng)上去找過，最后也終于找到了答案。因?yàn)槟菚r(shí)身邊的人都還沒學(xué)過。其實(shí)CPLD，F(xiàn)PGA最大的區(qū)別也就是FPGA的程序必須由配置芯片經(jīng)過上電后，將程序?qū)懭胄酒校簿褪荈PGA的內(nèi)部存儲器是相當(dāng)于內(nèi)存一樣，一掉電就沒了。而CPLD是像單片機(jī)一樣，程序是存儲存在內(nèi)部中的，一上電就可以跑了。二者的功能差不多，但是FPGA的資源比CPLD更加豐富。在CPLD上可以實(shí)現(xiàn)的功能，在FPGA上基本都可以實(shí)現(xiàn)的。所以也不必去想太多什么是FPGA，CPLD了，只要弄懂了二者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就可以了。至于學(xué)什么語言嗎，首先要看你們在校老師上課是用什么語言，就先那個(gè)語言吧，我們學(xué)校老師是用VHDL語言的，所以一開始我也是先學(xué)VHDL語言，而且學(xué)習(xí)資料比較多，但是在網(wǎng)上看到，好像公司里面用的比較多的是Verilog HDL語言，為了能看懂一些資料，現(xiàn)在也在學(xué)Verilog HDL語言，學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)，要是學(xué)過C語言的人，會(huì)發(fā)現(xiàn)Verilog HDL好像更加好理解。

一旦你開始了學(xué)習(xí)FPGA，那就要堅(jiān)持下去，因?yàn)檎Z言這東西，要是不一下子把它強(qiáng)記住，過不了兩天就又忘了，書本的東西，一定要越快消化越好，這樣你看別人的程序時(shí)就不會(huì)有什么語言障礙了。之后就是編寫程序，模仿別人的模塊，仿真實(shí)驗(yàn)，這步很重要，要不你就不會(huì)發(fā)現(xiàn)FPGA功能的強(qiáng)大，你也不知道到底仿真的結(jié)果和實(shí)際是不是有差別。當(dāng)你成功時(shí)，你一定會(huì)感到成功的喜悅。

當(dāng)你基本的程序都看得懂時(shí)，有完整地編個(gè)程序，而且在硬件上實(shí)驗(yàn)過時(shí)，那么祝賀你入門了，之后的道路就是不斷的實(shí)踐，跟學(xué)習(xí)單片機(jī)一樣，只有不斷的學(xué)習(xí)，不斷的做東西，你的編程能力才會(huì)提高。

以上僅僅為作者本人的一點(diǎn)觀點(diǎn)，本人現(xiàn)在還是一個(gè)電子白菜，只是苦于自己學(xué)習(xí)電子找不到捷徑，不想還有更多的人跟我一樣，在電子的道路中不斷摸索，不斷徘徊。

看過一個(gè)高手對FPGA的認(rèn)識，自己對FPGA未來的發(fā)展更是看好，鑒定了學(xué)好的決心，F(xiàn)PGA在電子開發(fā)工作中已經(jīng)上升到數(shù)字系統(tǒng)核心處理器，盡快掌握FPGA開發(fā)技術(shù)顯得非常迫切。總結(jié)了一下: 傳統(tǒng)的開發(fā)方式：一半固定，硬件CPU是不可編程的，另一半靈活是可編程的軟件

FPGA新開發(fā)形式：兩個(gè)部分都是可編程了，F(xiàn)PGA，它代表的就是硬件的編程。這兩部分都可編程的一個(gè)結(jié)合點(diǎn)就是FPGA上的軟核。另外可以根據(jù)需要通過外部單片機(jī)把合適的應(yīng)用bit流寫入到FPGA內(nèi)，從而完成根據(jù)功能需要變更硬件。硬件可重構(gòu)！

使計(jì)算機(jī)的能力越來越強(qiáng)，方法一:通過提高工藝來提高工作頻率；方法二：通過優(yōu)化系統(tǒng)體系，并行！

新學(xué)習(xí)思想: FPGA設(shè)計(jì)有點(diǎn)象圍棋：易學(xué)難精 帶著問題學(xué)習(xí)是最有效率的

時(shí)序性能的調(diào)整提高是FPGA開發(fā)能力的標(biāo)志

多看書，但要注意，書當(dāng)做字典，不是所有地方都去看。

目前，在FPGA上有三種類型開發(fā)方法和應(yīng)用方向：a、邏輯類應(yīng)用 b、軟核類應(yīng)用 c、DSP類應(yīng)用。邏輯類應(yīng)用我們接觸的最早，也是FPGA最初的應(yīng)用領(lǐng)域，大的應(yīng)用上，一些數(shù)字IC設(shè)計(jì)可以在FPGA做前期的功能驗(yàn)證，在通信領(lǐng)域，F(xiàn)PGA做信號的編解碼等等，小的應(yīng)用上我們做的最多的實(shí)際是CPLD，完成信號的變換控制等等。軟核應(yīng)用是前幾年才興起，現(xiàn)在熱門的開發(fā)應(yīng)用方法，在原本需要FPGA結(jié)合CPU的地方有成本和靈活性優(yōu)勢。

FPGA的DSP應(yīng)用是非常有潛力的，性能優(yōu)勢非常明顯。開發(fā)方法是用Matlab的simulink中嵌入廠商的開發(fā)工具包，算法驗(yàn)證在Matlab simulink工具下完成，在開發(fā)工具包的支持下生成HDL模塊或者直接生成FPGA下載配置文件，這個(gè)方向是FPGA應(yīng)用最有挑戰(zhàn)能力領(lǐng)域。Mathworks公司不久前也推出了獨(dú)立于FPGA廠商的Simulink HDL Coder工具，使的Matlab在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，把Simulink 模型和Stateflow框圖生成位真（Bit-Ture）、周期精確（Cycle-Accurate）、可綜合的Verilog和VHDL代碼，為Matlab simulink用戶提供了通往FPGA設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的直接通道。

看過很多FPGA相關(guān)的書，其中內(nèi)容重復(fù)的不少，要看就看經(jīng)典的。這些是從眾多書中挑出來自己認(rèn)為不錯(cuò)的書，望初學(xué)者能節(jié)省時(shí)間，重點(diǎn)閱讀：

《verilog 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程》:：針對初學(xué)者學(xué)習(xí)Verilog HDL硬件描述語言，語言是基礎(chǔ)，首先要能建立一個(gè)語言與硬件對應(yīng)起來的觀念，不能按照C語言的套路。打好基礎(chǔ)很重要。

《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（基礎(chǔ)篇）》：介紹FPGA的基本概念，和QuartusII中軟件的基本使用，包括一些內(nèi)部自帶工具軟件使用。還有仿真軟件ModelSim。

《Altera FPGA/CPLD 設(shè)計(jì)（高級篇）》：講解一些高級應(yīng)用，涉及到FPGA開發(fā)，高級調(diào)試要用到的，比如時(shí)序約束，LogicLock等。

《Nios II軟件架構(gòu)解析》：對Nios軟核的低層的東西，比如中斷、復(fù)位，HAL（硬件抽象層）、外設(shè)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行橫向解析，對Nios II IDE中的使用設(shè)置，軟件開發(fā)技巧等進(jìn)行縱向解析。

《FPGA應(yīng)用開發(fā)實(shí)戰(zhàn)技巧精粹》：都是技巧，難得！

《NiosII嵌入式軟核SOPC設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用》：（就是全面）Nios II體系，Avalon總線，Nios II外設(shè)，SOPC硬件系統(tǒng)開發(fā)，軟件開發(fā)等進(jìn)行講解。

剛才開始接觸邏輯設(shè)計(jì)很多人會(huì)覺得很簡單：因?yàn)関erilog的語法不多，半天就可以把書看完了。但是很快許多人就發(fā)現(xiàn)這個(gè)想法是錯(cuò)誤的，他們經(jīng)常埋怨綜合器怎么和自己的想法差別這么大：它竟然連用for循環(huán)寫的一個(gè)計(jì)數(shù)器都不認(rèn)識！

相信上一段的經(jīng)歷大部分人都曾有，原因是做邏輯設(shè)計(jì)的思維和做軟件的很不相同，我們需要從電路的角度去考慮問題。

在這個(gè)過程中首先要明白的是軟件設(shè)計(jì)和邏輯設(shè)計(jì)的不同，并理解什么是硬件意識。

軟件代碼的執(zhí)行是一個(gè)順序的過程，編繹以后的機(jī)器碼放在存儲器里，等著CPU一條一條的取指并執(zhí)行；因此軟件設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)帶有順序處理的思維。而邏輯設(shè)計(jì)則不同，我們設(shè)計(jì)的是數(shù)字電路，它是由很多很多的與非門及D觸發(fā)器構(gòu)成的，上電之后所有與非門和D觸發(fā)器都同時(shí)工作，不會(huì)因?yàn)锳觸發(fā)器的代碼描述在B觸發(fā)器之前A觸發(fā)器就是先工作，事實(shí)上，RTL級代碼的代碼先后順序在綜合成網(wǎng)表文件后這種順序就消失了，取代的是基本邏輯電路之間的互聯(lián)關(guān)系描述；因此邏輯設(shè)計(jì)需要的是一種并發(fā)的思維，我們也需要用并發(fā)的思維去考慮電路的設(shè)計(jì)。

當(dāng)然，我們設(shè)計(jì)的電路功能一般都有先后順序的關(guān)系，如果這種順序不能通過代碼的先后順序來實(shí)現(xiàn)，那么要怎么完成這一功能呢？在邏輯設(shè)計(jì)中，我們所說的先后順序都是基于時(shí)間軸來實(shí)現(xiàn)：它的承載體就是時(shí)序邏輯，也就是那些觸發(fā)器。

硬件意識的東西網(wǎng)上談?wù)摰囊呀?jīng)很多，這里就不再多說了。

其次就是要熟悉基本電路的設(shè)計(jì)。

基本的電路不是很多，也就是D觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)機(jī)、多路選擇器、譯碼器等幾種，所有復(fù)雜的電路都可由這些基本的電路構(gòu)成。高手水平高的體現(xiàn)并不是他能寫出一些很奇特的電路，相反，水平高是體現(xiàn)在他們總能將復(fù)雜的電路用這些很樸素的基本電路去描述。甚至，你會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的代碼基本上是由if...else、case這些語句構(gòu)成的，樸素的讓你覺得奇怪。

我認(rèn)為，初學(xué)者在入門的時(shí)候，對于基本電路的設(shè)計(jì)應(yīng)該固定化、標(biāo)準(zhǔn)化，每種電路該用什么樣的代碼描述，應(yīng)該要固定、統(tǒng)一，盡量少一些花哨的東西。說來這里我舉個(gè)例子。

以前有幾個(gè)朋友因?yàn)榉抡嬗袉栴}請我?guī)兔φ覇栴}。他們的代碼寫的很亂，出現(xiàn)了很多種稀奇古怪的電路，一看頭都大了，只好建議他們按照標(biāo)準(zhǔn)的電路重新寫下代碼。結(jié)果過了半天，他們就和我說問題不見了。

所以，高手們喜歡用簡單的代碼是有道理的，電路的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化可以減少許多稀奇古怪的問題，問題少了他們也就能在別人加班的時(shí)候回家多睡回覺，呵呵。總之，簡單的、樸素的就是最好的。

最后是代碼的規(guī)范化。代碼規(guī)范主要是代碼書寫、命名等規(guī)范。比如不能用TAB鍵空格、低電平有效信號命名時(shí)加_n(如rst_n等)、每行只能寫一行代碼等。這些東西網(wǎng)上也很多，這里只是強(qiáng)烈建議大家要嚴(yán)格遵守，像華為等公司如果代碼不規(guī)范的話肯定是要打回去重寫的。入門

結(jié)合一兩個(gè)小項(xiàng)目把上面所說的事情都做好后，差不多就可以進(jìn)入入門的階段了（要求稍微嚴(yán)格了一點(diǎn)點(diǎn)，呵呵）。

入門階段要學(xué)的有：設(shè)計(jì)時(shí)序；理解約束的原理及如何加約束。

先談?wù)勗O(shè)計(jì)時(shí)序。

設(shè)計(jì)時(shí)序是進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的基本要求：時(shí)序是設(shè)計(jì)出來的，不是仿出來的，更不是湊出來的。

很多人在做邏輯設(shè)計(jì)時(shí)喜歡一上來就狂寫代碼，寫到一半后發(fā)現(xiàn)信號間的時(shí)序出問題了，只好推倒重來；好不容易反復(fù)了幾次之后，通過仿真軟件看了下，差不多要對了，于是再湊一下時(shí)序，竟然對了！但這個(gè)做法除了設(shè)計(jì)周期長外，代碼的質(zhì)量也難以保證，往往存在很多冗余的邏輯，甚至有一些隱藏著較深的bug。

為什么會(huì)出現(xiàn)上面的問題呢？因?yàn)槲覀冊O(shè)計(jì)的是數(shù)字邏輯，而信號之間的邏輯關(guān)系往往是比較復(fù)雜的，在內(nèi)部信號很多的情況下，僅憑拍下腦袋就寫代碼肯定是不能理清楚它們之前的復(fù)雜的關(guān)系，所以出錯(cuò)在所難免。

正確的做法是我們要先對整個(gè)設(shè)計(jì)有一些規(guī)劃--時(shí)時(shí)刻刻都要有設(shè)計(jì)時(shí)序的思想。設(shè)計(jì)時(shí)序最重要的是做好方案，這里說的方案絕不是只是擺幾個(gè)框圖在那里。我們在做設(shè)計(jì)的時(shí)候需要做總體設(shè)計(jì)方案、邏輯詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。這兩種方案包括了很多東西，邏輯總體方案主要是一級模塊的劃分及接口時(shí)序的定義，而邏輯詳細(xì)方案就是代碼的文字及圖形描述！

對于入門者來說，接觸的比較多的是邏輯詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。在這一級別的方案中，我們是要求的是至少要做到模塊內(nèi)部所有關(guān)鍵信號的時(shí)序都要先設(shè)計(jì)好，這里講的設(shè)計(jì)時(shí)序主要就是畫波形圖，在一個(gè)操作周期內(nèi)每個(gè)信號在每一個(gè)時(shí)鐘周期該是什么樣子就畫成什么樣子。

第四篇：FPGA學(xué)習(xí)心得大報(bào)告

《FPGA技術(shù)基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)報(bào)告--課程內(nèi)容學(xué)習(xí)心得

姓名：

學(xué)號：年級專業(yè)：

指導(dǎo)教師：

瞿麟201010401128自動(dòng)化101薛小軍

摘要從開始學(xué)FPGA到現(xiàn)在粗略算來的話，已經(jīng)有3個(gè)多月了，就目前而言，我并不確定自己算不算高手們所說的入門了，F(xiàn)PGA學(xué)習(xí)總結(jié)。但是不管現(xiàn)在的水平如何，現(xiàn)在就總結(jié)一下自己學(xué)習(xí)它的感受或一些認(rèn)識吧。

關(guān)鍵詞

FPGADE2板 QuartusII軟件Verilog語言

引言

FPGA是什么？FPGA現(xiàn)狀？怎樣學(xué)習(xí)FPGA？

FPGA是現(xiàn)場可編程門陣列的簡稱，F(xiàn)PGA的應(yīng)用領(lǐng)域最初為通信領(lǐng)域，但目前，隨著信息產(chǎn)業(yè)和微電子技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)最熱門的技術(shù)之一，應(yīng)用范圍遍及航空航天、醫(yī)療、通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊、安防、廣播、汽車電子、工業(yè)、消費(fèi)類市場、測量測試等多個(gè)熱門領(lǐng)域。并隨著工藝的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，向更多、更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。越來越多的設(shè)計(jì)也開始以ASIC轉(zhuǎn)向FPGA，F(xiàn)PGA正以各種電子產(chǎn)品的形式進(jìn)入了我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)角落。

正文

（1）掌握FPGA的編程語言

在學(xué)習(xí)一門技術(shù)之前我們往往從它的編程語言開始，如同學(xué)習(xí)單片機(jī)一樣，我們從C語言開始入門，當(dāng)掌握了C語言之后，開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用程序也就不是什么難事了。學(xué)習(xí)FPGA也是如此，F(xiàn)PGA的編程語言有兩種：VHDL和Verilog，這兩種語言都適合用于FPGA的編程。

（2）FPGA實(shí)驗(yàn)尤為重要

除了學(xué)習(xí)編程語言以外，更重要的是實(shí)踐，將自己設(shè)計(jì)的程序能夠在真正的FPGA里運(yùn)行起來，這時(shí)我們需要選一塊板子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們選擇使用DE2板才進(jìn)行試驗(yàn)。

初識DE2開發(fā)板

DE2的資源

DE2的資源非常豐富，包括

1.核心的FPGA芯片-Cyclone II 2C35 F672C6，從名稱可以看出，它包含有35千個(gè)LE，在Altera的芯片系列中，不算最多，但也絕對夠用。Altera下載控制芯片-EPCS16以及USB-Blaste對Jtag的支持。

2.存儲用的芯片有： 512-KB SRAM，8-Mbyte SDRAM，4-Mbyte Flash memory

3.經(jīng)典IO配置：擁有4個(gè)按鈕，18個(gè)撥動(dòng)開關(guān)，18個(gè)紅色發(fā)光二極管，9個(gè)綠色發(fā)光二極管，8個(gè)七段數(shù)碼管，16*2字符液晶顯示屏，4.超強(qiáng)多媒體：24位CD音質(zhì)音頻芯片WM8731(Mic輸入+LineIn+ 標(biāo)準(zhǔn)音頻輸出)，視頻解碼芯片(支持NTSC/PAL制式)，帶有高速DAC視屏輸出VGA模塊。

5.更多標(biāo)準(zhǔn)接口：通用串行總線USB控制模塊以及A、B型接口，SD Card接口，IrDA紅外模塊，10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)絡(luò)適配器，RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口，PS/2鍵盤接口

6.其他：50M，27M晶振各一個(gè)，支持外部時(shí)鐘，80針帶保護(hù)電路的外接IO

7.此外還有：配套的光盤資料，QutuarsII軟件，NiosII 6.0IDE，例程與說明文檔。

關(guān)于管腳分配

當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)FPGA用戶系統(tǒng)的時(shí)候，到最后要做的工作就是下載，在下載之前必須根據(jù)芯片的型號分配管腳，這樣才能將程序中特定功能的管腳與實(shí)際中的FPGA片外硬件電路一一對應(yīng)。

FPGA簡單的說，就是現(xiàn)場可編程邏輯陣列。它的內(nèi)部是邏輯單元，它們之間可以用線連接，至于以怎樣的形式相連，則可以根據(jù)應(yīng)用者寫入的邏輯決定。每次布線都會(huì)重新組合邏輯單元，從而可以任意的編寫不同的邏輯。當(dāng)然，前提是定義的邏輯塊不超出它可讀寫的最大值。

總結(jié)在學(xué)習(xí)FPGA時(shí)，遇到的問題有許多，譬如，寫代碼時(shí)的警告，特別是一些不能忽視的警告，每次遇到時(shí)，總是還要檢查一會(huì)兒才能改過來，或者有的警告已經(jīng)出現(xiàn)了幾次，但是就是解決不掉。每次在學(xué)一個(gè)模塊時(shí)，只要是看懂了，它的一些重點(diǎn)就沒有及時(shí)的記錄在本子上，只有個(gè)別的想起來時(shí)，才會(huì)做筆記。每做完一個(gè)模塊，沒有及時(shí)記錄下自己從這個(gè)模塊中學(xué)到了什么。上面的不足，都是在寫模塊的過程中，自己逐漸暴露出來的。我很慶幸自己的一些問題能及時(shí)的被發(fā)現(xiàn)，避免類似的事情再次發(fā)生。像遇到警告時(shí)，都要記錄下來，通過改正后，要注釋，寫下警告的原因，定期看一下。每次寫模塊的時(shí)候，都要記下重點(diǎn)知識，即使是自己懂得的，好記性都是比不過爛筆頭的。

關(guān)于以上的總結(jié)，我相信在以后的學(xué)習(xí)中一定會(huì)對自己有莫大的幫助，它會(huì)時(shí)刻警醒自己，在以前的學(xué)習(xí)中，自己有哪些不足，以后千萬不能再去犯同樣的錯(cuò)誤，不斷地糾正，不斷地進(jìn)步，相信自己一定會(huì)學(xué)好FPGA的。

第五篇：FPGA常用術(shù)語

標(biāo)題：FPGA常用術(shù)語

2010-05-13 11:16:29

FPGA常用術(shù)語

1：LCA(Logic Cell Array)：邏輯單元陣列，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB(Configurable Logic Block)、輸出輸入模塊IOB(Input Output Block)和內(nèi)部連線(Interconnect)三個(gè)部分。

2： IOB(Input Output Block)：可編程輸入輸出單元，為了便于管理和適應(yīng)多種電器標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)PGA的IOB被劃分為若干個(gè)組(bank)，每個(gè)bank的接口標(biāo)準(zhǔn)由其接口電壓VCCO決定，一個(gè)bank只能有一種VCCO，但不同bank的VCCO可以不同。只有相同電氣標(biāo)準(zhǔn)的端口才能連接在一起，VCCO電壓相同是接口標(biāo)準(zhǔn)的基本條件。

3：CLB(Configurable Logic Block)：可配置邏輯模塊，是FPGA內(nèi)的基本邏輯單元，每個(gè)CLB都包含一個(gè)可配置開關(guān)矩陣，此矩陣由4或6個(gè)輸入、一些選型電路(多路復(fù)用器等)和觸發(fā)器組成。在賽靈思公司公司的FPGA器件中，CLB由多個(gè)(一般為4個(gè)或2個(gè))相同的Slice和附加邏輯構(gòu)成。

4：Slice：是賽靈思公司公司定義的基本邏輯單位，一個(gè)Slice由兩個(gè)4輸入的函數(shù)、進(jìn)位邏輯、算術(shù)邏輯、存儲邏輯和函數(shù)復(fù)用器組成。

5：LUT(Look-Up-Table)：查找表。本質(zhì)上就是一個(gè)RAM，目前FPGA中多使用4輸入的LUT，所以每一個(gè)LUT可以看成一個(gè)有4位地址線的 的RAM。

6：DCM（數(shù)字時(shí)鐘管理模塊）：提供數(shù)字時(shí)鐘管理和相位環(huán)路鎖定。

7：BRAM（嵌入式塊RAM）：塊RAM可被配置為單端口RAM、雙端口RAM、內(nèi)容地址存儲器(CAM)以及FIFO等常用存儲結(jié)構(gòu)。單片塊RAM的容量為18k比特，即位寬為18比特、深度為1024，可以根據(jù)需要改變其位寬和深度，但要滿足兩個(gè)原則：首先，修改后的容量(位寬 深度)不能大于18k比特；其次，位寬最大不能超過36比特。當(dāng)然，可以將多片塊RAM級聯(lián)起來形成更大的RAM，此時(shí)只受限于芯片內(nèi)塊RAM的數(shù)量，而不再受上面兩條原則約束。