FPGA設計者的5項基本功

小北北漂

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設計者，需要練好5項基本功：仿真、綜合、時(shí)序分析、調試、驗證。 需要強調的一點(diǎn)是，以上基本功是針對FPGA設計者來(lái)說(shuō)的，不是針對IC設計者的。對于IC設計，我不懂，所以不敢妄言. 對于FPGA設計者來(lái)說(shuō)，練好這5項基本功，與用好相應的EDA工具是同一過(guò)程，對應關(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. 調試：Quartus II (SignalTap II Logic Analyzer, Virtual JTAG, Assignment Editor)
5. 驗證：Modelsim, Quartus II(Test Bench Template Writer) 掌握HDL語(yǔ)言雖然不是FPGA設計的全部，但是HDL語(yǔ)言對FPGA設計的影響貫穿于整個(gè)
FPGA設計流程中，與FPGA設計的5項基本功是相輔相成的。 對于FPGA設計者來(lái)說(shuō)，用好“HDL語(yǔ)言的可綜合子集”可以完成FPGA設計50%的工作——設計編碼。

練好仿真、綜合、時(shí)序分析這3項基本功，對于學(xué)習“HDL語(yǔ)言的可綜合子集”有如下幫助：
1. 通過(guò)仿真，可以觀(guān)察HDL語(yǔ)言在FPGA中的邏輯行為。
2. 通過(guò)綜合，可以觀(guān)察HDL語(yǔ)言在FPGA中的物理實(shí)現形式。
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)現特性。

對于FPGA設計者來(lái)說(shuō)，用好“HDL語(yǔ)言的驗證子集”，可以完成FPGA設計另外50%的工作——調試驗證。
1. 搭建驗證環(huán)境，通過(guò)仿真的手段可以檢驗FPGA設計的正確性。
2. 全面的仿真驗證可以減少FPGA硬件調試的工作量。
3. 把硬件調試與仿真驗證方法結合起來(lái)，用調試解決仿真未驗證的問(wèn)題，用仿真保證已經(jīng)解決的問(wèn)題不在調試中再現，可以建立一個(gè)回歸驗證流程，有助于FPGA設計項目的維護。 FPGA設計者的這5項基本功不是孤立的，必須結合使用，才能完成一個(gè)完整的FPGA設計流程。反過(guò)來(lái)說(shuō)，通過(guò)完成一個(gè)完整的設計流程，才能最有效地練習這5項基本功。對這5項基本功有了初步認識，就可以逐個(gè)深入學(xué)習一些，然后把學(xué)到的知識再次用于完整的設計流程。如此反復，就可以逐步提高設計水平。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設計的書(shū)籍為了保證結構的完整性，對FPGA設計的每一個(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FPGA設計獲得一個(gè)整體的認識。這樣的書(shū)籍，作為工程培訓指導書(shū)不行，可以作為某一個(gè)方面進(jìn)階的參考書(shū)。如何使用現有的書(shū)籍進(jìn)行自學(xué)，這是后話(huà)。 對于新入職的員工來(lái)說(shuō)，他們往往對FPGA的整體設計流程有了初步認識，5項基本功的某幾個(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，限制了他們獨自完成整個(gè)設計流程的能力。入職培訓的目的就是幫助他們掌握整體設計流程，培養自我獲取信息的能力，通過(guò)幾個(gè)設計流程來(lái)回的訓練，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(zhù)對工作涉及的知識的廣度和深度的認識逐步清晰，新員工的自信心也會(huì )逐步增強，對個(gè)人的發(fā)展方向也會(huì )逐步明確，才能積極主動(dòng)地參與到工程項目中來(lái)。

深圳信盈達電子有限公司旗下的培訓中心提供專(zhuān)業(yè)單片機開(kāi)發(fā)培訓、嵌入式ARM開(kāi)發(fā),linux操作系統,cortex系列，電子設計，PCB畫(huà)板，FPGA，DSP等課程培訓的技術(shù)服務(wù)和技術(shù)開(kāi)發(fā)等整體方案，分屬工控、車(chē)載、智能家居樓宇安防，游戲玩具事業(yè)部。公司具有雄厚的開(kāi)發(fā)實(shí)力，工程師均具有多年的單片機、ARM、嵌入式等技術(shù)開(kāi)發(fā)應用經(jīng)驗，有各種方案可供客戶(hù)參考，為您的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供強大的技術(shù)支持，以及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。從方案規劃到方案設計制作，從樣機制作到批量生產(chǎn)，從技術(shù)支持到技術(shù)培訓，提供專(zhuān)業(yè)、全面、高質(zhì)量的一站式技術(shù)服:QQ:3215863036楊工