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如何快速入門FPGA

姚小熊27 ? 來源:電工之家 ? 作者:電工之家 ? 2019-11-24 10:07 ? 次閱讀

想快速入門FPGA最好的辦法是項目實踐,只看書不親自動手練習進步是非常慢的,而且還不好理解,過個幾天就全忘了。所以最好購買一塊基本外圍電路比較全面的FPGA開發板,邊看書邊動手練習,親自實踐才是王道!

FPGA編程語言

學習FPGA,首先要學習其編程語言——硬件描述語言,目前比較流行的編程語言有Verilog和VHDL,VHDL是80年代美國國防部開發的語言,語法運用比較嚴謹,而Verilog是民間的一位工程師1983年開發出來的,1992年才開始納入電氣電子工程學會標準,Verilog語法相對自由一些。可根據個人喜愛選擇,本人更喜歡使用Verilog編程,Verilog跟C語言相近,比較通俗易懂。

學習編程語言時,一定要注意特別容易出錯的地方,下面以Verilog為例:

(1)比如“<=”符號,在C語言當中屬于“小于等于”比較符號,但是在Verilog語言中,“<=”可以是小于等于判斷符號,也可以是賦值符號。比如if(i

(2)賦值語句“=”和“<=”的區別,“=”是阻塞賦值,也就是按順序往下執行,而<=”是非阻塞賦值,所有語句并行執行。比如初始值a=1;b=2;執行b=a;c=b;之后c=1;執行b<=a;c<=b;之后c=2。兩者的結果完全不同。

(3)注意wire和reg類型的區別,wire型表示硬線的連接,reg屬于寄存器類型,在alway模塊中定義變量要使用reg型;同一個變量不要在多個alway模塊中賦值;begin和end相當于c語言的{},一定要成對出現。

項目實踐

選擇開發板時,最好找比較正規的,外圍電路模塊功能比較全,編程例子齊全,附帶詳細的教程說明,最好有相應的視頻教程,這些資料對新手會有很大的幫助。

項目編程練習時,由易到難,循序漸進,先從最簡單的點亮LED指示燈開始學習,掌握整個FPGA的編程流程,學會自己編程創建模塊、引腳配置、時序仿真等。可練習的項目很多,比如流水燈、按鍵/鍵盤、蜂鳴器、數碼管、攝像頭、USB通訊、VGA接口等。掌握FPGA的編程流程后,后續需要靠更多的實踐項目積累經驗。學習FPGA要有良好的數電基礎,因為FPGA也屬于數電的一部分,涉及到很多時序邏輯,對一些基本的邏輯門電路要了如指掌,掌握一些常用的觸發器,比如RS觸發器、D觸發器、T觸發器,以及一些分頻器等,FPGA編程設計時,經常會用到這些基本的數字電路

總結:FPGA快速入門的關鍵是親自動手練習,多練習、多思考、多查資料,還要學會總結。親自訓練兩三個項目之后基本掌握了FPGA編程技術,不過要想成為FPGA高手,還得多磨練,多積累經驗。而且以目前的狀況來看,FPGA的發展前景一片大好,如今科技水平在飛速發展,技術競爭越來越激烈,現在的電子產品對速率的要求越來越高,FPGA相比單片機DSPARM處理器在處理速度方面具有絕對的優勢。FPGA在視頻圖像領域、機器人工業控制領域、醫療器械領域、安防領域以及軍工航空、航天領域等高技術行業都有廣泛的應用,特別是在新型的人工智能領域必然會應用的FPGA作為硬件支撐。因此,學好FPGA就業前景相當不錯的。

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