一、什麼是演算法？
演算法就是按步就班地解決問題，也就是解決問題的辦法。
演算法是個很泛的概念，並不是一定得包含高深的數學公式。
二、用verilog語言實現的演算法跟c語言實現的演算法有何區別？
verilog是完全可以自主地設計硬體，而c語言則是依賴於cpu，依賴於現成的硬體。
verilog做出來的演算法執行速度往往比c的要快，這也是我們使用verilog最好的理由。
然而，較為複雜的演算法，就很難使用verilog實現。
三、怎樣用verilog實現演算法？
1、直接法。直接把公式、邏輯關係轉成verilog。
2、間接法。把c語言、matlab的m語言等現成的演算法轉成verilog。
3、混合法。比如在zynq等arm+fpga的異構晶元中，把演算法的一部分工作交給arm，另一部分交給fpga，也就是c與verilog混合。
4、偷懶。使用現成的ip核。
下面詳細地介紹直接法、間接法和混合法。
四、直接法。
1、把數學公式轉成verilog。
先回想起數電裡最基礎的數位電路：與或非門、選擇器、計數器、移位暫存器、加法器、乘法器、ram/rom等。
把複雜的數學公式拆分成若干個簡單的計算步驟，再對應於基本的數位電路，並畫出電路圖（熟練後可以不畫）。
另外還要考慮數字在fpga中的表示方式，推薦計算機組成原理的《定點與浮點》。
還有一些較難計算的函式，如：三角函式、開方、e的n次方等，可以使用cordic演算法。
2、把邏輯關係轉成verilog。
乙個數學公式常常包含優先順序，也就是先算一部分，後算一部分，這也是屬於邏輯關係。
這時，可以使用狀態機、計數器、流水線操作等，理清它們的邏輯關係。
不包含數學公式的演算法，也是使用該方法處理。
五、間接法。
由於matlab的m語言可以轉成c語言，而且c語言是一種較為貼近硬體層的語言（微控制器使用c語言開發就是最好的證明）。這裡就以c語言轉verilog為例。
與直接法類似，也是先把c語言往基本的數位電路靠攏，並畫出電路圖（熟練後可以不畫）。
具體的**，可以參考本部落格的《最大公約數stein演算法之verilog實現》。
這裡需要特別注意的一點，不一定要照著c語言一步一步轉換。
你可以先得到c語言演算法的輸入和輸出，自己構造裡面的電路，也就是把c語言當成乙個黑匣子。
實際在寫**時，不一定需要使用c和verilog混合語言開發（防歧義）。
其中的邏輯關係，也是跟直接法一樣的處理方法。
此外，要盡量避免做fpga不擅長的計算，如：求餘、迭代等。要把這些計算轉化成fpga擅長的，如：加法、移位、查表等。
當然，計算結果可以做取捨，只要精度符合要求即可。
六、混合法。
混合法適用於異構晶元，如arm+fpga。在arm中可以使用c語言，在fpga中可以使用verilog語言。
這樣，我們把各自擅長的任務分配給不同的架構。
作業系統、人機互動、複雜的協議棧交給arm。（低速、非實時、變化較多）
高速介面、大吞吐量的資料、重複性高且簡單的運算交給fpga。（高速、實時、變化較少）
一種影象識別的框圖，如下圖所示。
其中演算法的處理，跟間接法一樣。但是這裡多了乙個介面。
介面，說白了，就是搬運資料，把fpga的資料搬到arm。這裡需要考慮速率、接外掛程式使用時的便利性。
1、速率。
fpga出來的資料要以多快的速率，才讓arm無誤地接收。一般像這種大量的資料搬運，在arm中可以使用dma。
2、接外掛程式使用時的便利性。
比如，傳影象有並行rgb、vga、dvi、hdmi、dp、lvds、usb、pcie等介面。
選用不同的介面，要考慮arm底層的驅動是否易寫、座子的體積、是否支援熱插拔等。
七、其它問題。
使用verilog做演算法，最基本的還是要發揮出fpga最擅長做的事，把fpga不擅長的交給其它晶元。
關於工程師具體做什麼樣的演算法，還是要看相關的演算法書籍，也就是要把理論學好（可以參考《如何學習fpga》第五點），才能做出演算法。
verilog只是表達演算法的一種工具。
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