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what_is_fpga [2021/09/12 22:04] gongyu |
what_is_fpga [2021/09/13 22:54] (当前版本) gongyu |
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+ | ## FPGA是什么? | ||
[[FPGA]]是一种可编程的数字逻辑芯片,我们可以通过对其编程实现几乎任何的数字功能。可以说在数字世界里它无所不能,就像乐高的积木一样可以搭建各种不同的功能模块,实现你所希望的各种功能,当然,首先你必须掌握最基本的数字逻辑知识,学会一种用来构建各种功能的工具语言(在这里我们推荐广受欢迎的[[Verilog]]),再次你要动脑(考验的是你的逻辑思维是否清晰),一个优秀的建筑师的作品是在脑子里勾画出来的,而不是拿积木碰运气拼凑出来的。 | [[FPGA]]是一种可编程的数字逻辑芯片,我们可以通过对其编程实现几乎任何的数字功能。可以说在数字世界里它无所不能,就像乐高的积木一样可以搭建各种不同的功能模块,实现你所希望的各种功能,当然,首先你必须掌握最基本的数字逻辑知识,学会一种用来构建各种功能的工具语言(在这里我们推荐广受欢迎的[[Verilog]]),再次你要动脑(考验的是你的逻辑思维是否清晰),一个优秀的建筑师的作品是在脑子里勾画出来的,而不是拿积木碰运气拼凑出来的。 | ||
{{ :altera-fpgas.jpg |}} | {{ :altera-fpgas.jpg |}} | ||
- | 用FPGA做设计的一般工作流程: | + | ### 1. 简介 |
- | - 在电脑上通过绘制电路图或者文本文件描述的方式来描述一个你想要实现的“数字功能” | + | FPGA(Field-Programmable Gate Array),即现场可编程门阵列,它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 |
- | - 在电脑上使用FPGA厂商提供的软件来编译你描述的“逻辑功能”,生成一个可以下载到FPGA内的二进制文件 | + | |
- | - 将你的电脑连接FPGA,将上述生成的二进制文件下载到FPGA中去 | + | |
- | - 你的FPGA就会执行你设想的“逻辑功能” | + | |
- | 记住这些: | + | #### 1.1 背景 |
- | * 你可以任意多次地下载配制FPGA,没有次数限制,每次可以是不同的功能。如果在你的设计中出现了错误,只要修复你的”逻辑功能“,再重新编译,再重现下载就可以。不需要重新设计PCB,不需要重新焊接或更换元器件。 | + | 以硬件描述语言([[Verilog]]或VHDL)所完成的电路设计,可以经过简单的综合与布局,快速的烧录至[[FPGA]]上进行测试,是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。在大多数的[[FPGA]]里面,这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip-flop)或者其它更加完整的记忆块。 |
- | * 所有的逻辑都是运行在FPGA内部,也就是硅片上,因此相对于用分立元器件搭建的电路板而言,在FPGA上你的设计会运行的更快 | + | |
- | * 每次断电FPGA芯片本身就会失去其功能,必须在下一次加电的时候重新从为FPGA搭配的Flash中下载代码才能让FPGA重新工作 | + | |
- | ### 主要厂商 | + | 系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来,就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变,所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。 |
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+ | FPGA一般来说比[[ASIC]](专用集成电路)的速度要慢,实现同样的功能比ASIC电路面积要大。但是他们也有很多的优点比如可以快速成品,可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。 | ||
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+ | FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主,以硬件描述语言来实现;相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别,也造成了FPGA开发入门较难。FPGA开发需要从顶层设计、模块分层、逻辑实现、软硬件调试等多方面着手。 | ||
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+ | #### 1.2 发展历程 | ||
+ | 1985年,当全球首款FPGA产品——XC2064诞生, 它采用2μm工艺,包含64个逻辑模块和85000个晶体管,门数量不超过1000个。最初,FPGA只是用于胶合逻辑(Glue Logic),从胶合逻辑到算法逻辑再到数字信号处理、高速串行收发器和嵌入式处理器,FPGA真正地从配角变成了主角。22年后的2007年,FPGA业界双雄Xilinx和Altera公司纷纷推出了采用最新65nm工艺的FPGA产品,其门数量已经达到千万级,晶体管个数更是超过10亿个。一路走来,FPGA在不断地紧跟并推动着半导体工艺的进步——2001年采用150nm工艺、2002年采用130nm工艺,2003年采用90nm工艺,2006年采用65nm工艺。 | ||
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+ | 在上世纪80年代中期,可编程器件从任何意义上来讲都不是当时的主流,虽然其并不是一个新的概念。可编程逻辑阵列(PLA)在1970年左右就出现了,但是一直被认为速度慢,难以使用。1980年之后,可配置可编程逻辑阵列(PLA)开始出现,可以使用原始的软件工具提供有限的触发器和查找表实现能力。PAL被视为小规模/中等规模集成胶合逻辑的替代选择被逐步接受,但是当时可编程能力对于大多数人来说仍然是陌生和具有风险的。20世纪80年代在“megaPAL”方面的尝试使这一情况更加严重,因为“megaPAL”在功耗和工艺扩展方面有严重的缺陷,限制了它的广泛应用。 | ||
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+ | 当1991年Xilinx公司推出其第三代FPGA产品——XC4000系列时,人们开始认真考虑可编程技术了。XC4003包含44万个晶体管,采用0.7μm工艺,FPGA开始被制造商认为是可以用于制造工艺开发测试过程的良好工具。事实证明,FPGA可为制造工业提供优异的测试能力,FPGA开始用来代替原先存储器所扮演的用来验证每一代新工艺的角色。也许从那时起,向最新制程半导体工艺的转变就已经不可阻挡了。最新工艺的采用为FPGA产业的发展提供了机遇。 | ||
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+ | Actel公司相信,Flash将继续成为FPGA产业中重要的一个增长领域。Flash技术有其独特之处,能将非易失性和可重编程性集于单芯片解决方案中,因此能提供高成本效益,而且处于有利的位置以抢占庞大的市场份额。Actel以Flash技术为基础的低功耗IGLOO系列、低成本的ProASIC3系列和混合信号Fusion FPGA将因具备Flash的固有优势而继续引起全球广泛的兴趣和注意。 | ||
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+ | FPGA及PLD产业发展的最大机遇是替代ASIC和专用标准产品(ASSP),主要由[[ASIC]]和[[ASSP]]构成的数字逻辑市场规模大约为350亿美元。由于用户可以迅速对PLD进行编程,按照需求实现特殊功能,与ASIC和ASSP相比,PLD在灵活性、开发成本以及产品及时面市方面更具优势。然而,PLD通常比这些替代方案有更高的成本结构。因此,PLD更适合对产品及时面市有较大需求的应用,以及产量较低的最终应用。PLD技术和半导体制造技术的进步,从总体上缩小了PLD和固定芯片方案的相对成本差,FPGA和PLD供应商的关键目标不是简单地增加更多的原型客户,而是向大批量应用最终市场和客户渗透。”John Daane为FPGA产业指明了方向。 | ||
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+ | #### 1.3 主要厂商 | ||
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* [[http://www.xilinx.com|Xilinx]]是专注于可编程逻辑器件的美国公司,FPGA的发明者也是全球第一个采用Fabless生产模式的半导体公司。Xilinx成立于1984年,总部位于美国加州的San Jose。其主要产品线为高端的Virtex, 中端的Kintex,低端的Artix以及Spartan系列,其设计软件包括[[Xilinx ISE]]和[[Vivado Design Suite]], 该公司也即将成为AMD公司的一部分[[https://en.wikipedia.org/wiki/Xilinx|更多最新信息参见Wikipedia关于Xilinx公司的介绍]]。 | * [[http://www.xilinx.com|Xilinx]]是专注于可编程逻辑器件的美国公司,FPGA的发明者也是全球第一个采用Fabless生产模式的半导体公司。Xilinx成立于1984年,总部位于美国加州的San Jose。其主要产品线为高端的Virtex, 中端的Kintex,低端的Artix以及Spartan系列,其设计软件包括[[Xilinx ISE]]和[[Vivado Design Suite]], 该公司也即将成为AMD公司的一部分[[https://en.wikipedia.org/wiki/Xilinx|更多最新信息参见Wikipedia关于Xilinx公司的介绍]]。 | ||
{{ :lattice_semi_logo.png?100|}} | {{ :lattice_semi_logo.png?100|}} | ||
- | * [[http://www.latticesemi.com|Lattice Semi]]是一家高性能可编程逻辑器件(FPGAs,CPLD,一季SPLDs)的美国公司,成立于1983年,在全球有大约700名员工,为全球第三的FPGA供应商,全球第二的CPLDs & SPLDs。其主要产品线为高端的ECP系列,中端的MACH系列以及低端的ICE系列,其设计软件为[[http://www.latticesemi.com/Products/DesignSoftwareAndIP/FPGAandLDS/LatticeDiamond.aspx|Lattice Diamond]]。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Lattice_Semiconductor|Wikipedia关于Lattice Semiconductor公司的介绍]]。 | + | * [[http://www.latticesemi.com|Lattice Semi]]是一家高性能可编程逻辑器件(FPGAs,CPLD,一季SPLDs)的美国公司,成立于1983年,在全球有大约700名员工,为全球第三的FPGA供应商,全球第二的CPLDs & SPLDs。其主要产品线为高端的ECP系列,中端的MACH系列以及低端的ICE系列,其设计软件为[[Diamond]]和Radiant。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Lattice_Semiconductor|Wikipedia关于Lattice Semiconductor公司的介绍]]。 |
{{ :cypress_logo.png?100|}} | {{ :cypress_logo.png?100|}} | ||
* [[http://www.cypress.com|Cypress]]是美国一家在嵌入式系统领域(汽车电子、工业控制、网络平台到高交互消费、移动设备)专注于高性能、高质量解决方案的设计和生产企业。它提供比较宽泛但差异化的产品线,比如NOR Flash存储器、F-RAM™以及SRAM, Traveo™ 微控制器, 业界独特的PSoC® 可编程片上系统, 模拟和PMIC电源管理集成电路, CapSense® 电容触摸感知控制器,以及无线低功耗蓝牙BLE 和USB连接方案。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Cypress_Semiconductor|Wikipedia关于Cypress Semiconductor公司的介绍]]。 | * [[http://www.cypress.com|Cypress]]是美国一家在嵌入式系统领域(汽车电子、工业控制、网络平台到高交互消费、移动设备)专注于高性能、高质量解决方案的设计和生产企业。它提供比较宽泛但差异化的产品线,比如NOR Flash存储器、F-RAM™以及SRAM, Traveo™ 微控制器, 业界独特的PSoC® 可编程片上系统, 模拟和PMIC电源管理集成电路, CapSense® 电容触摸感知控制器,以及无线低功耗蓝牙BLE 和USB连接方案。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Cypress_Semiconductor|Wikipedia关于Cypress Semiconductor公司的介绍]]。 | ||
{{ :actel_logo.png?100|}} | {{ :actel_logo.png?100|}} | ||
- | * [[http://www.microsemi.com|Actel]]已经被Microsemi收购,主要产品为非易失, 低功耗的FPGA,混合信号FPGA以及可编程逻辑方案。其产品线有反熔丝结构的FPGA和基于Flash的FPGA两种,主要用于高可靠性的领域,比如航空航天。MicroSemi也已经被MicroChip收购。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Actel|Wikipedia关于Actel公司的介绍]]。 | + | * [[http://www.microsemi.com|Actel]]已经被Microsemi收购,主要产品为非易失, 低功耗的FPGA,混合信号FPGA以及可编程逻辑方案。其产品线有反熔丝结构的FPGA和基于Flash的FPGA两种,开发平台是Libero, 主要用于高可靠性的领域,比如航空航天。MicroSemi也已经被MicroChip收购。更多最新信息参见[[https://en.wikipedia.org/wiki/Actel|Wikipedia关于Actel公司的介绍]]。 |
- | ### FPGA和CPLD的区别 | + | |
+ | ### 2. FPGA、CPLD、MCU的比较 | ||
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+ | #### 2.1 FPGA和CPLD的区别 | ||
FPGA和CPLD是一回事么?不是的,它们都是可编程的数字逻辑芯片,但有着不同的特性。 | FPGA和CPLD是一回事么?不是的,它们都是可编程的数字逻辑芯片,但有着不同的特性。 | ||
+ | 早在1980年代中期,FPGA已经在PLD设备中扎根。[[CPLD]]和FPGA包括了一些相对大数量的可编辑逻辑单元。CPLD逻辑门的密度在几千到几万个逻辑单元之间,而FPGA通常是在几万到几百万。 | ||
+ | * CPLD和FPGA的主要区别是他们的系统结构。CPLD是一个有点限制性的结构。这个结构由一个或者多个可编辑的结果之和的逻辑组列和一些相对少量的锁定的寄存器组成。这样的结果是缺乏编辑灵活性,但是却有可以预计的延迟时间和逻辑单元对连接单元高比率的优点。而FPGA却是有很多的连接单元,这样虽然让它可以更加灵活的编辑,但是结构却复杂的多。 | ||
+ | * CPLD和FPGA另外一个区别是大多数的FPGA含有高层次的内置模块(比如加法器和乘法器)和内置的存储器。因此很多新的FPGA支持完全或者部分的系统内重新配置。允许他们的设计随着系统升级或者动态重新配置而改变。一些FPGA可以让设备的一部分重新编辑而其他部分继续正常运行。 | ||
+ | * CPLD和FPGA还有一个区别:CPLD下电之后,原有烧入的逻辑结构不会消失;而FPGA下电之后,再次上电时,需要重新加载FLASH里面的逻辑代码,需要一定的加载时间。 | ||
* FPGA是细颗粒的器件,意味着它们由非常多(高达10万以上)的微小的由触发器构成的逻辑功能块组成,而CPLD则是粗颗粒的器件,它们由相对较少的(最多几百个)但比较大的由触发器构成的逻辑块组成 | * FPGA是细颗粒的器件,意味着它们由非常多(高达10万以上)的微小的由触发器构成的逻辑功能块组成,而CPLD则是粗颗粒的器件,它们由相对较少的(最多几百个)但比较大的由触发器构成的逻辑块组成 | ||
* FPGA是基于RAM的,每次上电的时候需要重新下载配置,而CPLD是基于EEPROM的,上电的时候就开始工作; | * FPGA是基于RAM的,每次上电的时候需要重新下载配置,而CPLD是基于EEPROM的,上电的时候就开始工作; | ||
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总之,FPGA包含比较大的数字设计,CPLD值包含小的设计 | 总之,FPGA包含比较大的数字设计,CPLD值包含小的设计 | ||
- | ### FPGA和微控制器的区别 | + | #### 2.2 FPGA和微控制器的区别 |
FPGA和微控制器是一回事么?不! | FPGA和微控制器是一回事么?不! | ||
* FPGAs实现的可编程逻辑单元能够并行执行; | * FPGAs实现的可编程逻辑单元能够并行执行; | ||
* 微控制器是基于CPU架构的,以串行的方式执行指令,虽然其片上的外设能够与它们的CPU并行操作,但它们相比起FPGA可编程性更弱。 | * 微控制器是基于CPU架构的,以串行的方式执行指令,虽然其片上的外设能够与它们的CPU并行操作,但它们相比起FPGA可编程性更弱。 | ||
- | 在进入正式的学习之前,先给大家提供两本基础的英文书,同学们可以下载了进行阅读。 | + | ### 3. 为什么用FPGA? |
- | {{ :fpga_for_dummies.jpg?100|}} {{ :introduction_to_digital_design_top_600_35755.1448322782.1280.1280.png?150|}} | + | |
- | * 傻瓜都能掌握的FPGA知识: {{:fpgasfordummiesebook.pdf|FPGA for Dummies}} | + | |
- | * 美国大学的数字电路/Verilog教程(基于Digilent的板卡,使用的是Xilinx的芯片){{:intro_to_digital_design-digilent-verilog_online.pdf|Introduction to Digital Design Using Digilent FPGA Boards}} | + | |
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- | ====1 数字逻辑、可编程逻辑及FPGA==== | + | |
- | FPGA(Field Programmable Gate Array)译作中文为:现场可编程门阵列,也就是设计者可以在现场对可定制的数字逻辑进行编程的集成电路,相比于其它的硬件构成,它允许你构建你所需要的硬件而不需要[[ASIC]](专用集成电路),而且比采用微处理器内核更简单、快速、省电。 | + | |
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- | 关于FPGA的大概介绍,参考我们的培训文档:{{:ecbc可编程逻辑基础.pdf|ECBC可编程逻辑基础PPT}} | + | |
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- | ===1.1 为什么用FPGA?=== | + | |
FPGA的技术优势:灵活的开发周期、更低的设计迭代成本、更低的一次性工程费用(NRE),易于评估和实现的可选设计架构,新产品上市时间快。 | FPGA的技术优势:灵活的开发周期、更低的设计迭代成本、更低的一次性工程费用(NRE),易于评估和实现的可选设计架构,新产品上市时间快。 | ||
相比于[[ASIC]]和[[MCU]]来讲,FPGA具有以下优势: | 相比于[[ASIC]]和[[MCU]]来讲,FPGA具有以下优势: | ||
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- 集成度高,可以通过选用不同规模的器件实现自己所需要的功能,内部功能模块之间的通信和接口的速度、性能都会较多个分立的芯片之间互连有明显的改善,节省板卡空间,便于调试 | - 集成度高,可以通过选用不同规模的器件实现自己所需要的功能,内部功能模块之间的通信和接口的速度、性能都会较多个分立的芯片之间互连有明显的改善,节省板卡空间,便于调试 | ||
- | ===1.2 FPGA设计需要的技能=== | + | ### 4. 参考读物 |
- | FPGA在各个领域都是必不可少的一种硬件工具,掌握并有效使用FPGA对当代的电子设计工程师来讲是非常必要的,要做到较好的FPGA设计需要具备如下的一些技能: | + | {{ :fpga_for_dummies.jpg?100|}} {{ :introduction_to_digital_design_top_600_35755.1448322782.1280.1280.png?150|}} |
- | + | * 傻瓜都能掌握的FPGA知识: {{:fpgasfordummiesebook.pdf|FPGA for Dummies}} | |
- | ==1.2.1 具备自己设计高速数字电路板(PCB)的能力并且掌握[[DSP]]的基础理论== | + | * 美国大学的数字电路/Verilog教程(基于Digilent的板卡,使用的是Xilinx的芯片){{:intro_to_digital_design-digilent-verilog_online.pdf|Introduction to Digital Design Using Digilent FPGA Boards}} |
- | * [[PCB]]硬件与接口设计 | + | * {{:ecbc可编程逻辑基础.pdf|ECBC可编程逻辑基础PPT}} |
- | * 逻辑电路设计 | + | |
- | * 硬件仿真 | + | |
- | * 硬件模块调试 | + | |
- | * PCB设计布局 | + | |
- | * 信号完整性及终端匹配 | + | |
- | * DSP算法的硬件实现 | + | |
- | * 功耗与去藕设计 | + | |
- | * 板级引脚分配 | + | |
- | * I/O特性的定义 | + | |
- | * 设计优化权衡 | + | |
- | * FPGA器件和封装选择 | + | |
- | + | ||
- | ==1.2.2 还要掌握至少一门硬件描述语言(HDL)== | + | |
- | * HDL语言的设计输入 | + | |
- | * 测试平台的开发 | + | |
- | * 设计约束 | + | |
- | * 脚本实现自动化处理 | + | |
- | * HDL流程文件的配置管理 | + | |
- | * 支持设计复用 | + | |
- | + | ||
- | ==1.2.3 从系统高度设计你的系统 == | + | |
- | * 处理器需求分析 | + | |
- | * 处理器架构选择 | + | |
- | * 系统级设计的层次结构定义 | + | |
- | * 系统模块的集成与接口测试 | + | |
- | * 数据流的定义 | + | |
- | * 硬件/软件实现的权衡 | + | |
- | * 功能划分和模块化设计 | + | |
- | * 系统级测试、调试和验证 | + | |
- | + | ||
- | ==1.2.4 具体实现 - 通过软件/DSP设计== | + | |
- | * 处理器代码模块的定义 | + | |
- | * DSP算法的软件实现 | + | |
- | * 在处理器上运行操作系统 | + | |
- | * 代码的编写和测试 | + | |
- | * 常规的代码调试和验证 | + | |
- | * 代码的配置管理 | + | |
- | + | ||
- | ===1.3 PLD/FPGA的结构=== | + | |
- | ==1.3.1 FPGA基本功能== | + | |
- | {{ :fpga_structure.gif |}}<WRAP centeralign> FPGA结构 </WRAP> | + | |
- | 组成数字电路的三个基本部分为:门、寄存器以及将这些门(Gate)、寄存器(Register)连接起来的连线(Wire)。 | + | |
- | {{ :fpga_cell_example.png |}} | + | |
- | <WRAP centeralign> FPGA逻辑单元构成举例 </WRAP> | + | |
- | + | ||
- | ==1.3.2 FPGA增强功能== | + | |
- | - 内置处理器:软核 & 硬核 & [[DSP]] | + | |
- | - 时钟及管理:[[PLL]]、[[DLL]]、驱动/分配 | + | |
- | - IO:多种高速收发、DDR存储器访问、可编程数控阻抗 | + | |
- | - 嵌入MAC单元 - 高效浮点运算 | + | |
- | - 各种内置存储器:[[双口RAM]]、[[FIFO]] | + | |
- | - 各种常用接口:[[I2C]]、[[SPI]]等 | + | |
- | - 系统监控:内置ADCs | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | + | ||
- | ===1.5 FPGA的选型决策原则=== | + | |
- | - 功能/资源:逻辑单元、存储器、处理能力、IO、处理器内核、DSP | + | |
- | - 封装:满足管脚数量以及板卡的物理尺寸要求 | + | |
- | - 功耗:满足系统对供电的限制需求 | + | |
- | - 开发工具/难度:影响设计难度和开发时间,尽可能选择易于开发、调试的器件架构 | + | |
- | - 系统成本:包括配置RAM、外供电源、时钟等,除了器件成本之外还要考虑实现成本、支持成本等。 | + | |
- | - 购买难度:价钱/数量/供货渠道 | + | |
- | - 灵活性:便于将来的产品修改和升级 | + | |
- | - 技术支持:供应商是否能够提供良好的技术支持,乃至培训 | + | |
- | + | ||
- | ===1.6 设计流程及工具=== | + | |
- | 当前FPGA的设计最常用的都是通过硬件描述语言(HDL),主要有两种 - [[Verilog]] HDL或VHDL语言。 | + | |
- | + | ||
- | ===1.7 FPGA应用中的注意事项=== | + | |
- | ==1.7.1 硬件设计== | + | |
- | - 管脚分配:输入/输出类型,预留功能管脚,方便布线 | + | |
- | - [[时钟]]:全局时钟 vs 局部时钟,[[PLL]] vs [[DLL]],是否驱动 | + | |
- | - 电源:内核电压/接口电压及其相应电流,上电时序 | + | |
- | - 编程:[[JTAG]]、配置、在线更新 | + | |
- | - 测试点:关键信号 - 时钟、电源、关键IO | + | |
- | + | ||
- | ==1.7.2 代码开发== | + | |
- | - 善用IP Core:调用原厂提供的经过验证过的IP内核 | + | |
- | - 硬件设计概念:并行工作、时延 | + | |
- | - 充分仿真:功能仿真、时序仿真、TestBench | + | |
- | - 调试:使用原厂提供的片上逻辑分析工具 | + | |
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- | ===1.8 FPGA学习和使用要借助的资源=== | + | |
- | * 工具:开发板、评估板、调试工具、编译/仿真软件 | + | |
- | * IP Cores:原厂/官方提供、开源组织、其他人验证 | + | |
- | * 参考设计: 设计指南、系统应用、视频教程 | + | |
- | * 技术支持:原厂的FAE、第三方设计公司、社区/论坛/QQ群 | + | |
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- | ===1.9 IP Cores的有效使用=== | + | |
- | {{ :opencores_logo.png?300|}} | + | |
- | 随着电子系统越来越复杂,我们不可能任何一个设计都从头自己写代码,必须学会站在巨人的肩上,充分利用现有的资源,尽快地完成自己的设计。经过几十年可编程逻辑技术的发展,可以说几乎所有的常见功能都能够找到可以参考甚至可以直接调用的IP内核,获取这些IP、能够争取地使用这些IP就是一种非常重要的能力。到哪里去找到可靠使用的内核呢?推荐如下几个途径: | + | |
- | * 来自原厂的IP内核:一般已经包含在其编译系统中,其官方网站上也会有很详细的文档介绍,关于该IP内核的功能、结构调用、所支持的器件、所占的系统资源等。 | + | |
- | * 国际知名开源网站上的IP核:比如www.opencores.org,这个网站几乎在全球的FPGA开发者中间家喻户晓,几乎任何重要的逻辑功能模块都能够在这个网站上找到相应的参考。那些经过WBC认证的代码质量会比较高,不过由于每个人的设计场景会稍微不同,直接调用这些IP Cores未必合适,能够参考这些IP核的设计思路也是对自己的设计非常有益的。 | + | |
- | {{ :opencores.png?600 |}} | + | |
- | * 我们StepFPGA将来也会围绕我们的小脚丫FPGA平台将用户构建的各种优秀功能模块经验证、审核以后发布出来,也希望通过这么一个开源的平台帮助大家的学习和设计。也希望更多的设计者能够将自己的设计贡献、分享出来。 | + | |
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- | ===3.2 硬件描述语言=== | + | |
- | 在设计FPGA逻辑中有两种硬件设计语言(HDL)可以选择,一种是[[Verilog]] HDL,还有一种是VHDL,在我们的设计中选用普及率更广,更容易上手的[[Verilog]],具体如何使用,可以参考如下的几个PPT教程: | + | |
- | * {{:100_2_digitalcircuitlab_vlog1.pdf|数字电路实验室Verilog教程}} | + | |
- | * {{:coa-verilog_tutorial_esam_1.pdf|Verilog教程}} | + | |
- | * {{:verilog_introduction.pdf|Verilog介绍}} | + | |
- | * {{:ecbc_verilog.pptx|ECBC培训教程PPT}} | + | |
- | * {{:verilogreference.pdf|Verilog语法快速参考}} | + | |
- | === 3.3 代码规范 === | + | |
- | 规范的代码风格一方面能体现你足够专业,另一方面也是最重要的一方面,代码的规范性有利于开发交流,让代码的可读性大大增强,也有利于降低代码的出错率。 | + | |
- | * [[硬禾实战营Verilog代码规范]] | + | |
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