Xilinx Artix-7 FPGA快速入門(mén)、技巧與實(shí)例連載6——FPGA開(kāi)發(fā)流程

發(fā)布時(shí)間:2019-4-10 15:04    發(fā)布者:rousong1989
Xilinx Artix-7 FPGA快速入門(mén)、技巧與實(shí)例連載7——FPGA開(kāi)發(fā)技能
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在FPGA技術(shù)的應用領(lǐng)域不斷擴展的同時(shí),工程師或開(kāi)發(fā)團隊所需要具備的技能比過(guò)去要多得多,甚至也超過(guò)了其他任何可編程芯片(如MCU、ARMDSP)。今天的FPGA工程師可能需要精通系統級的設計、功能定義和劃分、嵌入式處理器實(shí)現、DSP算法實(shí)現,HDL設計輸入、仿真、設計優(yōu)化和高速電路板的布局布線(xiàn)以及各種不同的信號接口標準。FPGA工程師可能需要來(lái)自系統、軟件和硬件工程的設計技能。
很少有技術(shù)像FPGA開(kāi)發(fā)一樣,需要豐富的經(jīng)驗基礎才能充分利用其技術(shù)優(yōu)勢。FPGA設計是一種整合的技術(shù),要求從不同的設計領(lǐng)域融合多種設計技能。如圖1.34所示,在一些復雜的FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程中,極可能涉及到多種交叉的設計技能。
圖1.34 FPGA多種設計技能的交叉
表1.1 FPGA開(kāi)發(fā)所需的各方面技能
  
硬件/DSP設計
  
  
n  板級硬件與接口設計
  
n   DSP算法的硬件實(shí)現
  
n  邏輯電路設計
  
n  功耗與去耦設計
  
n  硬件仿真
  
n  板級引腳分配
  
n  硬件模塊調試
  
n  I/O特性的定義
  
n  設計布局
  
n  設計優(yōu)化權衡
  
n  信號完整性和終端匹配
  
n  FPGA器件和封裝選擇
  
軟件(HDL)設計
  
  
n  HDL語(yǔ)言的設計輸入
  
n  腳本實(shí)現自動(dòng)化處理
  
n  設計測試平臺的開(kāi)發(fā)
  
n  HDL流程設計的配置管理
  
n  設計約束
  
n  支持設計復用
  
系統設計
  
  
n  處理器需求分析
  
n  設計數據流的定義
  
n  處理器架構的選擇
  
n  硬件/軟件實(shí)現的權衡
  
n  系統級設計的層次結構定義
  
n  功能劃分和模塊化設計
  
n  系統模塊的集成與接口測試
  
n  系統級測試,調試和驗證
  
軟件/DSP設計
  
  
n  處理器代碼模塊的定義
  
n  代碼的編寫(xiě)和測試
  
n  DSP算法的軟件實(shí)現
  
n  常規的代碼調試和驗證
  
n  在處理器上運行操作系統
  
n  代碼的配置管理
完成一個(gè)FPGA工程所需要的設計技能,初看起來(lái)似乎非常廣泛。例如,在設計的輸入和仿真階段,用的是HDL,偏重的是軟件;而在設計實(shí)現階段,使用的是FPGA器件的物理資源,包含了混合的I/O單元、存儲單元、寄存器、布線(xiàn)和特定功能的電路,這些都是偏重于硬件。
在FPGA開(kāi)發(fā)的各個(gè)階段中,往往要求工程師掌握很多設計技能。而在掌握這些技能的同時(shí)還需要完成整個(gè)設計,這是一件很有挑戰的任務(wù)。若能夠擁有一個(gè)多學(xué)科的設計團隊,就能具備一系列獨特的優(yōu)勢和經(jīng)驗,實(shí)屬最佳的人力資源方案?上,這樣理想的設計團隊往往由于各方面的資源限制,而無(wú)法組建。因此,實(shí)際的FPGA開(kāi)發(fā)團隊就要求每個(gè)成員在項目開(kāi)發(fā)過(guò)程中不斷的延伸和拓展新的技能。這就意味著(zhù),每個(gè)團隊成員都有機會(huì )盡可能多地熟悉FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程中的各個(gè)要素。
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