FPGA從入門到精通 1 前序

2021-10-07 01:15:57 字數 1348 閱讀 2626

畢業後,從乙個嵌入式硬體狗轉做fpga工程師,從中兜兜轉轉繞了不少彎路,為了給後人避坑,所以今天開始寫有關fpga從入門到精通的教程吧,這也算是給我國積體電路的發展做出微薄的貢獻吧。

本門課程主要是針對有一定數電基礎的人看的。所以不會不像其他教程那樣,上來就跟你講verilog,跑馬燈,按鍵,計數器等等。因為這麼學,最後只會越來越讓自己感覺所做的事情和個程式猿無差,與我的初心不符。所以我會更加偏向於從硬體設計的角度向讀者加以講解fpga,這樣才會在fpga這條道路上越走越遠,越吃越精。

本門課程主要分為三部分:

1.從fpga的器件內部結構出發(這裡以xilinx為主,其實無論是xilinx ,altera,lattice,國產 。它們內部架構以及開發軟體,其實都大同小異,一通則百通),講解硬體描述語言是如何與內部單元和連線一一對應的。一般而言,fpga內部(圖1 xilinx a7系列的 feature summary)主要包含以下幾大件。從實際出發,器件有啥我講啥

(1)不講logic cells 因為logic cells是由 slices組成的 ,slices 數 * 6.4 =logic cells。

(2)clb(主要包括slices ,dram)

(3)dsp48e1

(4)bram

(5)cmts(時鐘管理單元,包括mmcm和pll)

(6)bank 與 使用者io ,專用io的關係

(7)xadc

(8)gtp(高速序列收發器)

2.講解fpga常用的ip以及高速介面的應用,以及介紹在官方ip無法滿足設計要求的前提下,如何根據官方ip的架構設計屬於自己的ip。舉個栗子:官方的影象感測器相關的mipi example的ip是最高只支援4通道的,然而實際應用中有可能用到8通道。我們不可能從零開始設計(這樣做會很耗時間,並且做很多枯燥無味的無用功),但在已有的基礎加以改進是乙個很不錯的選擇。

3.講解fpga相關的約束,這裡會涉及到你們經常遇到的時序約束,以及布局約束等等。說到時序約束我不得不吐槽,一堆博文都是通過幾張圖在講這個建立時間,保持時間是什麼,然後告訴讀者這個兩個東東應該怎麼算。實際上,從工程上來說,這個真的沒啥屁用。因為計算的結果eda軟體早就幫你算好了,你需要做的是根據已有的計算結果,在時序餘量不足的情況下對路徑進行優化,在時序餘量過剩的時候考慮相應的資源、功耗優化。       

xilinx ds180 (7 series fpgas data sheet: overview)

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