3.如何學習FPGA？

既然FPGA對我們如此地重要，那么對于初學者來說，到底該如何學習呢？學習一門技術最好有合適的指導老師，這樣對掌握FPGA技術更容易，可惜的是大部分的學校還未開設相關的課程，也缺少具有實踐經驗的老師，那么如何才能找到一種捷徑幫助初學者快速學會如此具有競爭力的技術呢？我們公司從原來僅有1人，到目前為止已經發展成為了一支擁有30多人的FPGA團隊，其中有一些成長的經歷，在此希望能與大家一起分享。

（1）掌握FPGA的編程語言
在學習一門技術之前我們往往從它的編程語言開始，如同學習單片機一樣，我們從C語言開始入門，當掌握了C語言之后，開發單片機應用程序也就不是什么難事了。學習FPGA也是如此，FPGA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，VHDL是由美國軍方組織開發的，在1987年就成為了IEEE的標準；而Verilog則是由一家明間企業的私有財產轉移過來的，由于其優越性特別突出，于是在1995年也成為了 IEEE標準。VHDL在歐洲的應用較為廣泛，而Verilog在中國、美國、日本、***等地應用較為廣泛，作者比較推崇是Verilog，因為它非常易于學習，很類似于C語言，如果具有C語言基礎的人，只需要花很少的時間便能迅速掌握Verilog，而VHDL則較為抽象，學習的時間較長。

作為在校大學生，學習Verilog的最好時期是在大學二年級開設《電子技術基礎（數字部分）》時同步學習，不僅能夠理解數字電路實現的方式，更能通過FPGA將數字電路得以實現。作者發現華中科技大學康華光教授主編的《電子技術基礎（數字部分）》非常好，可以說是一本與時俱進的教材，在本書的第二章最后一節專門介紹了Verilog語言與FPGA，并且在每一章的最后一節都介紹了如何使用Verilog建模實現相關數字電路的內容，因此本書非常適合大二學習FPGA的學生參考。本書是以《電子技術基礎（數字部分）》為背景，并與該書同步配套學習FPGA，并在它的基礎上作了改進，源于它而又高于它。

大三、大四的學生還可以進一步強化學習Verilog，建議以北京航天航空大學出版社出版的由夏宇聞教授編寫的《Verilog數字系統設計教程（第二版）》作為藍本，本書比較全面地、詳細地介紹了Verilog的基本語法。如果是其他初學者，可以直接借助《Verilog數字系統設計教程（第二版）》和本書即能全面掌握Verilog的語法，這是學習FPGA的第一步，也是必不可少的一步。

（2）一個易學易用的硬件平臺是成功的一半
除了學習編程語言以外，更重要的是實踐，將自己設計的程序能夠在真正的FPGA里運行起來，這時我們需要一個硬件平臺作為支撐，然而很多FPGA硬件平臺的價格卻讓初學者望而卻步，上千元的價格并不是一般的初學者（特別是學生）能夠承受的，關鍵是缺乏詳細的配套資料，學習起來非常吃力。針對這種狀況，廣州周立功單片機發展有限公司開發了一套不以盈利為目的、售價僅99元的FPGA開發學習板，即使是學生也完全能夠承受得起，希望幫助更多的大學生因此而提高動手實踐能力。

在過去的一年里，我們一共投入了4位開發工程師圍繞EasyFPGA030開展工作，翻譯了全部開發工具軟件使用指南和相關技術資料，先自己吃透然后再根據自己的理解、實踐和多次討論，將技術資料通俗化，并且錄制了第一個“Actel FPGA快速入門視頻教程”供初學者免費下載。為了便于初學者快速入門，當第一版做出來銷售1000套之后，才發現初學者的焊接經驗不足，于是又開始設計第二版硬件電路，這就是目前大家在網站上見到的一體化EasyFPGA030開發學習板。

為了能夠帶給大家最充分、最權威的知識，我們還邀請了國內第一家大學EDA實驗室創始人之一的夏宇聞教授給我們進行Veirlog的培訓，之后我們制作了一系列Veirlog視頻教程和PPT供初學者學習，同樣免費提供給大家。同時，我們和夏老師一起共同合作編寫了本書，目的是希望能夠以最快的速度幫助初學者入門，另外我們還有一個30多人的團隊為用戶提供全面的FPGA技術支持和售后服務，解決用戶的后顧之憂。

由此可見通過EasyFPGA030的平臺學習，不僅可以幫助用戶節約前期的學習成本，而且該套件詳細的資料使得初學者少走很多彎路，對于初學者來說，EasyFPGA030是一個不可多得的FPGA開發學習平臺。

（3）技術的鞏固和升華
對于初學者來說，當有了一定的基礎后，應該將技術繼續鞏固和升華，作者認為參加競賽是學生驗證所學知識的一個最好的舞臺，不僅能夠鍛煉學生的動手能力，而且能夠發揮學生的創造力和想象力。

廣州周立功單片機發展有限公司已經成功地舉辦了兩屆“Actel杯中國大學生FPGA電子設計競賽”，參加的隊伍分別是100隊和300隊，每支隊伍都將免費獲得一套價值1480元的FPGA開發套件作為競賽的平臺，競賽完后該套件無需退回，而且設置了最高5000元的獎金，這樣的舉措對公司來說投入非常巨大，也很難立即看到產出，但是我們還堅持去做了，主要是想給學生提供施展才華的舞臺，讓更多的人了解FPGA，對FPGA產生興趣。2009年我們將繼續啟動第三屆競賽，計劃將隊伍擴大到1000支，我們的目標就是要將創新教育實踐活動進行到底，培養出一批又一批適合企業發展需要的人才。

（3）更大的技術發展空間
我們知道半導體一直是國內比較薄弱的產業，與國外相比相差甚遠，大部分IC都來自歐美地區，國內擁有自主知識產權的IC技術不多，多半需要引進國外先進的 IC設計技術。但是自2000年以來，中國大陸的IC設計企業如雨后春筍般迅速涌現，企業數量5年增加了4倍多，2005年已經達到500多家，銷售收入過億元人民幣的設計企業達到17家，其中兩家超過5億元的銷售規模。概括地講，中國的IC設計公司可以分為4類，第一類是國有IC設計公司，一般是承擔政府研發任務的研究所轉制后成立的；第二類是由系統廠商的設計部門獨立出來的IC設計公司；第三類是民營IC設計公司，以海歸型為主；最后一類是外資IC設計公司。

由此可見IC設計也是未來發展的一個重點方向，將會是國家大力扶持的產業之一，而IC的設計人員必須掌握FPGA的技術，在芯片流片之前都是通過 FPGA來進行前期設計驗證的，與FPGA使用同樣的設計語言，只是在后端的設計中才用到IC設計方面的特定技術，而IC設計人員必定是懂得FPGA設計的人，因此掌握FPGA技術是通往IC設計殿堂的必經之路，學習FPGA有助于我們擴大的技術發展空間。