《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一個合格的FPGA工程師需要掌握哪些知識

2015-10-15
關(guān)鍵詞: 知識 FPGA

  一個合格的FPGA工程師需要掌握哪些知識?這里根據(jù)自己的一些心得總結(jié)一下,,其他朋友可以補充啊。
  1.Verilog語言及其于硬件電路之間的關(guān)系,。
  2.器件結(jié)構(gòu)(最好熟練掌握Spartan3,Vertix4系列的器件結(jié)構(gòu),及其資源于Verilog行為描述方法的關(guān)系,。),。
  3.開發(fā)工具(熟練掌握Synplify,Quartus,ISE,Modelsim),。
  4.數(shù)字電路(組合電路,,觸發(fā)器,特別是D觸發(fā)器構(gòu)成分頻器,,奇數(shù)倍分頻占空比為50%,時序電路,,并且能用Verilog語言描敘,。)。
  5.熟悉FPGA設(shè)計流程(仿真,,綜合,,布局布線,時序分析),。
  6.熟練掌握資源估算(特別是slice,lut,ram等資源的估算),。
  7.同步設(shè)計原理。
  8.熟練掌握基本概念(如建立時間,,保持時間,,流量(即所做FPGA設(shè)計的波特率)計算,延遲時間計算(所做FPGA設(shè)計),,競爭冒險,,消除毛刺的方法等等)。
  9.具備具體設(shè)計經(jīng)驗(對應(yīng)屆生而言如畢業(yè)設(shè)計),。
  10.良好的設(shè)計思路(流水線設(shè)計即熟稱打拍子,,在速率資源功耗之間的折中考慮)。
  一個合格的FPGA工程師至少在以下三個方面的一個非常熟悉:
  1.嵌入式應(yīng)用
  2.DSP應(yīng)用
  3.高速收發(fā)器應(yīng)用
  將自己的走過的彎路和總結(jié)的經(jīng)驗與大家分享一下,,希望對您有一點點的參考價值,。
  首先從先從如何成為一個合格的設(shè)計者說起吧!初學(xué)者覺得一切都是挑戰(zhàn),,一切都新鮮,,不知從何處下手。我總結(jié)了學(xué)習(xí)EDA邏輯設(shè)計的4個步驟,,請拍磚,!
  1。 首先,,應(yīng)該好好學(xué)習(xí)一下FPGA/CPLD的設(shè)計設(shè)計流程,。
  不要簡單的以為就是設(shè)計輸入-》仿真-》綜合-》實現(xiàn)那么一回事,要摳細,要學(xué)精,,要多問每個步驟的注意事項,,區(qū)分相關(guān)步驟的聯(lián)系和區(qū)別。比如要搞清楚功能仿真,、綜合后仿真,、Translate后仿真、Map后的仿真,、布局布線后仿真的作用都是什么,,什么時候應(yīng)該做,什么時候可以不做這些仿真,!學(xué)習(xí)清楚了設(shè)計流程最大的好處就是有利于培養(yǎng)良好的EDA設(shè)計習(xí)慣,,日后會受益非淺!
  2,。 關(guān)于設(shè)計輸入和Coding Style,。
  設(shè)計輸入最好學(xué)習(xí)HDL語言,Verilog,、VHDL都可以,,可以把狀態(tài)機輸入和原理圖輸入作為補充內(nèi)容,但不是重點,。我在前面的帖子已經(jīng)反復(fù)強調(diào)了 Coding Style的重要性,。因為它是邏輯設(shè)計人員的一個基本業(yè)務(wù)素質(zhì)。而且Coding Style不是看幾篇文章,,學(xué)幾條原則就能夠成為高手的,,他需要您在工作中不斷的體會和積累,在學(xué)習(xí)的最初,,有Coding Style的意識,,設(shè)計者就會有意的積累,對日后發(fā)展很有好處,。反之則后患無窮,。
  3。 培養(yǎng)硬件的意識,,培養(yǎng)系統(tǒng)的觀念,。
  我也在交流和授課的時候很強調(diào)硬件意識,如果從形式上看,,邏輯設(shè)計隨著智能化和優(yōu)化手段的不斷發(fā)展最后會越來越靈活,,越來越簡單。比如我們現(xiàn)在在使用大型 FPGA時就很少談如何用Floorplanner優(yōu)化,,手動布線,,如果用手動方式,其工作量太大了啊,!一個設(shè)計的優(yōu)劣,,關(guān)鍵看其設(shè)計者的硬件意識,和系統(tǒng)意識,。硬件意識就是要求先做到對設(shè)計的硬件胸有成竹,,HDL代碼僅僅是一個表述心中硬件的工具。系統(tǒng)意識要求設(shè)計者有宏觀的觀念,,對設(shè)計的全局有個合適的安排,,比如時鐘域,模塊復(fù)用,,約束,,面積,速度等問題,。要知道在系統(tǒng)上復(fù)用模塊節(jié)省的面積遠比在代碼上小打小鬧來的實惠得多。
  4,。 最后才是工具軟件的使用,。
  現(xiàn)在EDA軟件都越來越友好,越來越“傻瓜化”,,如果您費了1年還沒有基本摸清軟件的使用,,我敢說,那是一個比較爛的軟件(起碼在用戶接口上),,因為這是和EDA這種方式的理念背道而馳的,。但是作為設(shè)計者,軟件是工具,,應(yīng)該熟練掌握各個步驟不同方面的軟件,,這樣才能最大程度地發(fā)揮您的聰明才智,才能使您如虎添翼,!
  需要對相關(guān)器件的要有一定的了解,,對和這些器件之間的控制、數(shù)據(jù)交換等通信要清晰,,對性能和功能清楚,。而且作為基本的素質(zhì)要求要能看懂原理圖,和PCB要不沒法調(diào)試,,呵呵,。
  另外比較重要的一點是對FPGA設(shè)計的一些基本原則要有一個清晰的認識,比如:
  “面積和速度的互換”,,“流水線設(shè)計方式”,,“乒乓操作”。
  對最基本和最常用的模塊要非常熟悉,比如單口/雙口RAM,,同步/異步FIFO等等,。
  除了問題要多想想自己的設(shè)計。雖然綜合,,布線工具的性能有差異,,但是一個設(shè)計的優(yōu)劣根本還是設(shè)計者的思路是否巧妙。當(dāng)我們的設(shè)計達不到要求或者性能太差的時候,,請不要埋怨綜合工具太濫,,布線結(jié)果太差,因為工具不會想人那么聰明,。這時候,,我們應(yīng)該靜下心,想一下自己的設(shè)計是不是有什么問題,,結(jié)構(gòu)是否合理,,代碼的風(fēng)格是否符合工具的要求。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進帶來的優(yōu)化遠遠超過最好的優(yōu)化工具所能達到的結(jié)果

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