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怎样学习FPGA
一、入门首先要掌握HDL（HDL=verilog+VHDL）。。。。 。
第一句话是：还没学数电的先学数电。。。。 。然后你可以选择verilog或者VHDL，，，，有C语言基础的，，，，建议选择VHDL。。。。 。由于verilog太像C了，，，，很容易混淆，，，，最后你会发明，，，，你花了大宗时间去区分这两种语言，，，，而不是在学习怎样使用它。。。。 。虽然，，，，你头脑能转得过来，，，，也可以选verilog，，，，事实在海内verilog用得较量多。。。。 。
接下来，，，，首先找本实例抄代码。。。。 。抄代码的意义在于熟悉语规则则和编译器（又叫综合器），，，，常用的集成开发情形有：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，，，，然后再模拟着写，，，，最后不看书也能写出来。。。。 。编译完代码，，，，就翻开RTL图，，，，看一下综合出来是什么样的电路。。。。 。
HDL是硬件形貌语言，，，，突出硬件这一特点，，，，以是要用数电的头脑去思索HDL，，，，而不是用C语言或者其它高级语言，，，，若是不可明确这句话的，，，，可以看《什么是硬件以及什么是软件》。。。。 。在这一阶段，，，，推荐的课本是《Verilog HDL高级数字设计》或者是《用于逻辑综合的VHDL》。。。。 。不看书也能写出个三段式状态机就可以进入下一阶段了。。。。 。
别的，，，，你手上必需准备Verilog或者VHDL的官方文档，，，，《verilog_IEEE官方标准手册-2005_IEEE_P1364》、《IEEE Standard VHDL Language_2008》，，，，以便遇到一些语法问题的时间能查一下。。。。 。
二、自力完成中小规模的数字电路设计。。。。 。
现在，，，，你可以设计一些数字电路了，，，，像交通灯、电子琴、DDS等等，，，，推荐的课本是《Verilog HDL应用程序设计实例精讲》。。。。 。在这一阶段，，，，你要做到的是：给你一个指标要求或者时序图，，，，你能用HDL设计电路去实现它。。。。 。这里你需要一块开发板，，，，可以选Altera的cyclone IV系列，，，，或者Xilinx的Spantan 6。。。。 �；；；；；；姑徽莆誋DL之前万万不要买开发板，，，，由于你买回来也没用。。。。 。这里你没须要每次编译通过就下载代码，，，，咱们用modelsim仿真（别的尚有QuestaSim、NC verilog、Diamond的Active-HDL、VCS、Debussy/Verdi等仿真工具），，，，若是仿真都不可通过那就不必下载了，，，，一定不可的。。。。 。在这里先掌握简朴的testbench就可以了。。。。 。推荐的课本是《WRITING TESTBENCHES Functional Verification of HDL Models》。。。。 。
三、掌握设计要领和设计原则。。。。 。
你可能发明你综合出来的电路只管没错，，，，但有许多忠言。。。。 。这个时间，，，，你得学会同步设计原则、优化电路，，，，是速率优先照旧面积优先，，，，时钟树应该怎样设计，，，，怎样同步两个异频时钟等等。。。。 。推荐的课本是《FPGA权威指南》、《Altera FPGA/CPLD设计》第二版的基础篇和高级篇两本。。。。 。学会加速编译速率（增量式编译、LogicLock），，，，静态时序剖析（timequest），，，，嵌入式逻辑剖析仪（signaltap）就算是通关了。。。。 。若是有不懂的地方可以暂时跳过，，，，由于这部分还需要足量的实践，，，，才华有较深刻的明确。。。。 。
四、学会提高开发效率。。。。 。
由于Quartus和ISE的编辑器功效太弱，，，，影响了开发效率。。。。 。以是建议使用Sublime text编辑器中代码片断的功效，，，，以镌汰重复性劳动。。。。 。Modelsim也是常用的仿真工具，，，，学会TCL/TK以编写适合自己的DO文件，，，，使得仿真变得自动化，，，，推荐的课本是《TCL/TK入门经典》。。。。 。你可能会手动备份代码，，，，可是专业人士都是用版本控制器Git的，，，，可以提高事情效率。。。。 。文件较量器Beyond Compare也是个较量常用的工具，，，，Git也有较量功效。。。。 。别的，，，，你也可以使用System Verilog来替换testbench，，，，这样效率会更高一些。。。。 。若是你是做IC验证的，，，，就必需掌握System Verilog和验证要领学（UVM）。。。。 。推荐的课本是《Writing Testbenches using SystemVerilog》、《The UVM Primer》、《System Verilog1800-2012语法手册》。。。。 。
掌握了TCL/TK之后，，，，可以学习虚拟Jtag（ISE也有类似的工具）制作属于自己的调试工具，，，，别的，，，，有时间的话，，，，最好再学个python。。。。 。剧本，，，，意味着一劳永逸。。。。 。
五、增强理论基础。。。。 。
这个时间，，，，你已经会使用FPGA了，，，，可是尚有许多事情做不了（好比，，，，FIR滤波器、PID算法、OFDM等），，，，由于理论没学好。。。。 。我或许地分几个偏向供各人参考，，，，后面跟的是要掌握的理论课。。。。 。
1、信号处置惩罚——信号与系统、数字信号处置惩罚、多采样率信号处置惩罚、数字图像处置惩罚、现代数字信号处置惩罚、盲信号处置惩罚、自顺应滤波器原理、雷达信号处置惩罚
2、接口应用——如：UART、SPI、IIC、USB、CAN、PCIE、Rapid IO、DDR、TCP/IP、SPI4.2(10G以太网接口)、SATA、光纤、DisplayPort、HDMI
3、无线通讯——信号与系统、数字信号处置惩罚、通讯原理、移动通讯基础、随机历程、信息论与编码
4、CPU设计——盘算机组成原理、单片机、盘算机系统结构、编译原理、RISC-V
5、仪器仪表——模拟电子技术、高频电子线路、电子丈量技术、智能仪器原理及应用
6、控制系统——自动控制原理、现代控制理论、历程控制工程、模糊控制器理论与应用
7、压缩、编码、加密——数论、笼统代数、现代编码技术、信息论与编码、数据压缩导论、应用密码学、音频信息处置惩罚技术、数字视频编码技术原理、H.265
现在你发明，，，，原来FPGA会涉及到那么多知识，，，，你可以选一个感兴趣的偏向，，，，可是事情中很有可能用到其中几个偏向的知识，，，，以是理论照旧学得越多越好。。。。 。若是你要更上一层，，，，数学和英语是不可阻止的。。。。 。
六、学会使用MATLAB仿真。。。。 。
设计FPGA算法的时间，，，，多几几何都会用到MATLAB，，，，好比CRC的系数矩阵、FFT、数字滤波器系数、种种表格和文本处置惩罚等。。。。 。别的，，，，MATLAB还能用于调试HDL（用MATLAB的盘算效果跟用HDL算出来的一步步比照，，，，可以知道那里出问题）。。。。 。推荐的课本是《MATLAB宝典》和杜勇的《数字滤波器的MATLAB与FPGA实现》。。。。 。
七、足量的实践。。。。 。
这个时间你至少读过几遍芯片手册（官网有），，，，然后可以针对自己的偏向，，，，做一定量的实践了（时代要坚持优异的代码气概，，，，增添元件例化语句的可读性，，，，绘制流程图/时序图，，，，撰写文档的习惯）。。。。 。好比：通讯类的可以做调制解调算法，，，，仪表类的可以做总线剖析仪等等。。。。 。不过这些算法，，，，在书上只是给了个公式、框图罢了，，，，跟现实的差别很大，，，，你甚至会以为书上的工具都很浅薄。。。。 。那么，，，，你可以在知网、百度文库、EETOP论坛、opencores、ChinaAET、SCI-HUB、Q群共享、博客上面找些相关资料（校外的朋侪可以在淘宝买个知网账号）。。。。 。着实，，，，当你到了这个阶段，，，，你已经抵达了职业级水平，，，，有空就多相识一些前沿技术，，，，这将有助于你的职业妄想。。。。 。
在事情当中，，，，或许你需要关注许多协媾和行业标准，，，，协议可以在EETOP上面找到，，，，而标准（如：国家标准GB和GB/T，，，，国际标准ISO）就推荐《标准网》和《标准分享网》。。。。 。
八、图像处置惩罚。。。。 。（这部分只写给想学图像处置惩罚的朋侪，，，，也是由浅入深的蹊径）
1、Photoshop。。。。 �；；；；；；ㄒ弧⒘街艿氖奔溲癙S，，，，对图像处置惩罚有个或许的相识，，，，知道种种图片名堂、直方图、色相、通道、滤镜、拼接等基本看法，，，，并能使用它。。。。 。这部分是0基础，，，，目的让各人对图像处置惩罚有个感性的熟悉，，，，而不是一上来就种种各样的公式推导。。。。 。推荐《Photoshop CS6完全自学教程》。。。。 。
2、基于MATLAB或OpenCV的图像处置惩罚。。。。 。有C/C++基础的可以学习OpenCV，，，，不然的话，，，，建议学MATLAB。。。。 。这个阶段下，，，，只要学会简朴的挪用函数即可，，，，暂时不必深究实现的细节。。。。 。推荐《数字图像处置惩罚matlab版》、《学习OpenCV》。。。。 。
3、图像处置惩罚的基础理论。。。。 。这部分的理论是需要高数、复变、线性代数、信号与系统、数字信号处置惩罚等基础，，，，基础欠好的话，，，，建议先补补基础再来。。。。 。浚浚浚浚看不懂的理论也可以暂时先放下，，，，或许学到后面就自然而然地开窍了。。。。 。推荐《数字图像处置惩罚》。。。。 。
4、基于FPGA的图像处置惩罚。。。。 。把前面学到的理论运用到FPGA上面，，，，若是这时你有前面第七个阶段的水平，，，，你将轻松地自力完成图像算法设计（图像处置惩罚是离不开接口的，，，，上面第五个阶段有讲）。。。。 。若是你没有开发板，，，，请参考《Verilog读取bmp图片》。。。。 。推荐《基于FPGA的嵌入式图像处置惩罚系统设计》、《基于FPGA的数字图像处置惩罚原理及应用》。。。。 。
5、进一步钻研数学。。。。 。要在算法上更上一层，，，，一定需要更多的数学，，，，以是这里建议学习实剖析、泛涵剖析、小波剖析等。。。。 。
下面这两个阶段是给感兴趣的朋侪介绍的。。。。 。
九、数电的止境是模电。。。。 。
现在FPGA内部的事情是难不到你的，，，，可是信号出了FPGA，，，，你就没法控制了。。。。 。这个时间必需学好模电。。。。 。好比：电路剖析、模拟电子技术、高频电子线路、PCB设计、EMC、SI、PI等等，，，，能设计出一块带两片DDR3的FPGA开发板，，，，就算通关了。。。。 。详细的学习蹊径可以参考本博客的《怎样学习硬件设计——理论篇》和《怎样学习硬件设计——实践篇》。。。。 。
十、学无止境。。。。 。
能到这个境界，，，，说明你已经很厉害了，，，，可是尚有许多工具要学的，，，，由于FPGA经常要跟CPU交互，，，，也就是说你得经常跟软件工程师交流，，，，以是也得懂点软件方面的知识。。。。 。好比ARM（Xilinx的ZYNQ和Altera的SOC会用到ARM的硬核，，，，请参考本博客的《怎样学习嵌入式软件》）、DSP、Linux、安卓、上位机（QT、C#、JAVA）都可以学一下，，，，横竖学无止境的。。。。 。
十一、其它问题。。。。 。
a、为什么不推荐学习NIOS II和MicroBlaze等软核？？？？？
1、性价比不高，，，，一样平常的软核性能或许跟Cortex M3或M4差未几，，，，用FPGA那么贵的工具去做一个性能一样平常的CPU，，，，在工程上是很是不划算的。。。。 。不如另外加一块M3。。。。 。
2、加上软核，，，，可能会影响到其它的逻辑的功效。。。。 。这是在资源并不十分富足的情形下，，，，再加上软核，，，，导致结构布线变得相当难题。。。。 。
3、软核不开源，，，，泛起Bug的时间，，，，禁止易调试。。。。 。
4、工程上很少使用，，，，极有可能派不上用场。。。。 。
b、为什么不推荐0基础学习ZYNQ或SOC？？？？？
1、容易让人有傍同心理。。。。 。傍同心理是指一小我私家通过渲染与自己有亲近关系的人的优异，，，，来掩饰和填补自己在这方面的缺乏，，，，从而获得心理上的平衡。。。。 。自己在学习很厉害的工具，，，，然后也感受自己很厉害，，，，但这只是错觉罢了。。。。 。
2、入门应该学习只管简朴的工具，，，，要么专心学习ARM，，，，要么专心学习FPGA。。。。 。这样更容易有成绩感，，，，增强信心。。。。 。
3、ZYNQ和SOC的应用领域并不广，，，，尚有许多人没听过这种工具，，，，导致求职的倒运。。。。 。
4、开发工具编译时间长，，，，铺张较多时间。。。。 。
5、绝大大都事情，，，，都只是认真一方面，，，，也就是说另一方面，，，，很有可能派不上用场。。。。 。
c、为什么已经保存那么多IP核，，，，仍然需要写HDL？？？？？
1、问这种问题的，，，，一样平常是学生，，，，他们没有做过产品，，，，没有遇到过工程上的问题。。。。 。
2、IP核并非万能，，，，不可知足所有需求。。。。 。
3、只管少用闭源IP核，，，，一旦出问题，，，，这种黑匣子很可能让产品难产。。。。 。
4、深入明确底一条理，，，，可以更好地使用高一条理。。。。 。该规则可以适用于所有编程语言。。。。 。
d、推荐一些微电子的教学视频。。。。 。
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