《電子技術(shù)應(yīng)用》
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FPGA設(shè)計(jì)者的五項(xiàng)基本功

2015-10-15
關(guān)鍵詞: FPGA 五項(xiàng)基本功

  記得《佟林傳》里,,佟林練的基本功是“繞大樹(shù),、解皮繩”,,然后才練成了什么“鬼影隨行,、柳葉綿絲掌”,。
  在我看來(lái),,成為一名說(shuō)得過(guò)去的FPGA設(shè)計(jì)者,,需要練好5項(xiàng)基本功:仿真,、綜合,、時(shí)序分析、調(diào)試,、驗(yàn)證,。
  需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是,以上基本功是針對(duì)FPGA設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)的,,不是針對(duì)IC設(shè)計(jì)者的,。對(duì)于IC設(shè)計(jì),我不懂,,所以不敢妄言.
  對(duì)于FPGA設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),,練好這5項(xiàng)基本功,與用好相應(yīng)的EDA工具是同一過(guò)程,,對(duì)應(yīng)關(guān)系如下:
  1. 仿真:Modelsim, Quartus II(Simulator Tool)
  2. 綜合:Quartus II (Compiler Tool, RTL Viewer, Technology Map Viewer, Chip Planner)
  3. 時(shí)序:Quartus II (TimeQues
  t Timing Analyzer, Technology Map Viewer, Chip Planner)
  4. 調(diào)試:Quartus II (SignalTap II Logic Analyzer, Virtual JTAG, Assignment Editor)
  5. 驗(yàn)證:Modelsim, Quartus II(Test Bench Template Writer)
  掌握HDL語(yǔ)言雖然不是FPGA設(shè)計(jì)的全部,,但是HDL語(yǔ)言對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的影響貫穿于整個(gè)FPGA設(shè)計(jì)流程中,與FPGA設(shè)計(jì)的5項(xiàng)基本功是相輔相成的,。
  對(duì)于FPGA設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),,用好“HDL語(yǔ)言的可綜合子集”可以完成FPGA設(shè)計(jì)50%的工作——設(shè)計(jì)編碼。
  練好仿真,、綜合,、時(shí)序分析這3項(xiàng)基本功,對(duì)于學(xué)習(xí)“HDL語(yǔ)言的可綜合子集”有如下幫助:
  1. 通過(guò)仿真,,可以觀察HDL語(yǔ)言在FPGA中的邏輯行為,。
  2. 通過(guò)綜合,,可以觀察HDL語(yǔ)言在FPGA中的物理實(shí)現(xiàn)形式。
  3. 通過(guò)時(shí)序分析,,可以分析HDL語(yǔ)言在FPGA中的物理實(shí)現(xiàn)特性,。
  對(duì)于FPGA設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō),用好“HDL語(yǔ)言的驗(yàn)證子集”,,可以完成FPGA設(shè)計(jì)另外50%的工作——調(diào)試驗(yàn)證,。
  1. 搭建驗(yàn)證環(huán)境,通過(guò)仿真的手段可以檢驗(yàn)FPGA設(shè)計(jì)的正確性,。
  2. 全面的仿真驗(yàn)證可以減少FPGA硬件調(diào)試的工作量,。
  3. 把硬件調(diào)試與仿真驗(yàn)證方法結(jié)合起來(lái),用調(diào)試解決仿真未驗(yàn)證的問(wèn)題,,用仿真保證已經(jīng)解決的問(wèn)題不在調(diào)試中再現(xiàn),,可以建立一個(gè)回歸驗(yàn)證流程,有助于FPGA設(shè)計(jì)項(xiàng)目的維護(hù),。
  FPGA設(shè)計(jì)者的這5項(xiàng)基本功不是孤立的,,必須結(jié)合使用,才能完成一個(gè)完整的FPGA設(shè)計(jì)流程,。反過(guò)來(lái)說(shuō),,通過(guò)完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)流程,才能最有效地練習(xí)這5項(xiàng)基本功,。對(duì)這5項(xiàng)基本功有了初步認(rèn)識(shí),,就可以逐個(gè)深入學(xué)習(xí)一些,然后把學(xué)到的知識(shí)再次用于完整的設(shè)計(jì)流程,。如此反復(fù),,就可以逐步提高設(shè)計(jì)水平。采用這樣的循序漸進(jìn),、螺旋式上升的方法,,只要通過(guò)培訓(xùn)入了門(mén),就可以自學(xué)自練,,自我提高,。
  市面上出售的有關(guān)FPGA設(shè)計(jì)的書(shū)籍為了保證結(jié)構(gòu)的完整性,對(duì)FPGA設(shè)計(jì)的每一個(gè)方面分開(kāi)介紹,,每一方面雖然深入,,但是由于缺少其他相關(guān)方面的支持,讀者很難付諸實(shí)踐,,只有通讀完全書(shū)才能對(duì)FPGA設(shè)計(jì)獲得一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。這樣的書(shū)籍,,作為工程培訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)不行,,可以作為某一個(gè)方面進(jìn)階的參考書(shū),。如何使用現(xiàn)有的書(shū)籍進(jìn)行自學(xué),這是后話,。
  對(duì)于新入職的員工來(lái)說(shuō),,他們往往對(duì)FPGA的整體設(shè)計(jì)流程有了初步認(rèn)識(shí),5項(xiàng)基本功的某幾個(gè)方面可能很扎實(shí),。但是由于某個(gè)或某幾個(gè)方面能力的欠缺,,限制了他們獨(dú)自完成整個(gè)設(shè)計(jì)流程的能力。入職培訓(xùn)的目的就是幫助他們掌握整體設(shè)計(jì)流程,,培養(yǎng)自我獲取信息的能力,,通過(guò)幾個(gè)設(shè)計(jì)流程來(lái)回的訓(xùn)練,形成自我促進(jìn),、自我發(fā)展的良性循環(huán),。在這一過(guò)程中,隨著對(duì)工作涉及的知識(shí)的廣度和深度的認(rèn)識(shí)逐步清晰,,新員工的自信心也會(huì)逐步增強(qiáng),,對(duì)個(gè)人的發(fā)展方向也會(huì)逐步明確,才能積極主動(dòng)地參與到工程項(xiàng)目中來(lái),。

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