我們常說(shuō)一句話：工欲善其事，必先利其器。

作為一名FPGA工程師，我們的任務(wù)就是把某些特定的邏輯行為雕刻到FPGA芯片上，通過(guò)設(shè)計(jì)邏輯電路達(dá)到預(yù)期目的。

FPGA的兩個(gè)擅長(zhǎng)領(lǐng)域：信號(hào)處理與高速接口。在產(chǎn)業(yè)界，企業(yè)也根據(jù)不同的應(yīng)用需求，招聘從事信號(hào)處理或高速接口方向的工程師。

Xilinx公司FPGA產(chǎn)品類別

我們都很清楚，F(xiàn)PGA作為一種現(xiàn)場(chǎng)可編程芯片，高度靈活的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，使得產(chǎn)品周期大大縮短，在產(chǎn)品形成批量投入市場(chǎng)前具有先天優(yōu)勢(shì)。

在接口方面，常用的有：CPRI、PCIe、GTH、Ethernet、SATA、DDR、Aurora、JESD204、I2C、SPI、UART等，在無(wú)線通信、圖像、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域到廣泛使用。

例如，CPRI，我們可以去下載相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行了解。

前面寫過(guò)的文章連接：《無(wú)線高速接口：什么是CPRI？》

大部分接口均由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限定，以便于實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間互聯(lián)。部分特殊接口以某些廠家特定提供，適配指定的芯片及型號(hào)。

同時(shí)，我們利用FPGA內(nèi)部豐富的LUT、DSP、RAM等資源，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

人盡其才，物盡其用。FPGA適合拿來(lái)做流水和并行處理，因此大部分的數(shù)字信號(hào)處理都可以通過(guò)FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理，大部分集中在無(wú)線通信和圖像處理領(lǐng)域，根據(jù)行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程需求，制定相應(yīng)的信號(hào)處理過(guò)程和實(shí)現(xiàn)方案。

信號(hào)處理過(guò)程，即為算法鏈路的設(shè)計(jì)，需考慮整個(gè)系統(tǒng)的功能需求。算法人員根據(jù)功能需求進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，并將經(jīng)仿真驗(yàn)證的算法提供給邏輯實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)行硬件電路實(shí)現(xiàn)。

FPGA工程師的主要任務(wù)，就是進(jìn)行相應(yīng)的邏輯實(shí)現(xiàn)和接口開(kāi)發(fā)。但同時(shí)應(yīng)該看到，從職業(yè)生涯成長(zhǎng)角度看，我們既需要熟悉常用接口的應(yīng)用，掌握邏輯實(shí)現(xiàn)方法和技巧，而算法設(shè)計(jì)也必不可少。

前面，我們探討過(guò)提升FPGA工程師的核心競(jìng)爭(zhēng)力，掌握基本功和設(shè)計(jì)方法學(xué)，極為重要。

對(duì)于接口和具體鏈路模塊設(shè)計(jì)，我們只有通過(guò)具體的實(shí)踐過(guò)程獲取經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)了解相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也大有益處。

然而，對(duì)于相關(guān)的信號(hào)處理過(guò)程，特別是涉及算法，我們?cè)鯓尤ケ容^深入的學(xué)習(xí)和實(shí)踐呢？

我們知道MATLAB是一款工科神器，用于數(shù)據(jù)分析、無(wú)線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。

因此，我們可以根據(jù)這一常用的數(shù)學(xué)軟件，進(jìn)行持續(xù)性學(xué)習(xí)。

MATLAB應(yīng)用領(lǐng)域

隨著MATLAB的功能越來(lái)越強(qiáng)大，以至于美國(guó)為了制裁國(guó)內(nèi)某些高校，禁止其使用MATLAB軟件。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)相關(guān)產(chǎn)品，能夠替代MATLAB的強(qiáng)大能力。

不可否認(rèn)的是，MATLAB確實(shí)為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。

當(dāng)前常用的MATLAB版本有：

最新的MATLAB版本為R2021b，是R2021a的更新版，主要在激光雷達(dá)、RF PCB、信號(hào)完整性等方面進(jìn)行更新和添加。

如果我們想學(xué)習(xí)關(guān)于數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、深度學(xué)習(xí)、信號(hào)處理、無(wú)線通信、圖像處理、SOC開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證測(cè)試、圖形仿真等方面的MATLAB實(shí)現(xiàn)，加深對(duì)相關(guān)技術(shù)的掌握程度，那么我們可以通過(guò)訪問(wèn)下面的網(wǎng)站：

https://ww2.mathworks.cn/help/ (點(diǎn)擊閱讀原文，跳轉(zhuǎn)至該網(wǎng)站)

例如，我們可通過(guò)Deep Learning Toolbox，基于MATLAB軟件設(shè)計(jì)、訓(xùn)練和分析深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)。

此外，作為MATLAB的重要應(yīng)用，信號(hào)處理與無(wú)線通信自然也是必不可少的重要一環(huán)。

例如5G 、LTE、天線、相控陣、雷達(dá)、射頻、衛(wèi)星通信、信號(hào)完整性、WLAN等業(yè)界技術(shù)熱點(diǎn)，具有相應(yīng)的Toolbox，提供相關(guān)的設(shè)計(jì)方案和Demo，加快應(yīng)用部署。

同樣地，在圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域，我們可以獲取相應(yīng)的Toolbox進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

若對(duì)FPGA、ASIC和SoC方向感興趣，我們可以通過(guò)以下的Toolbox進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)、定點(diǎn)化、HDL源碼設(shè)計(jì)等，大幅度提高生產(chǎn)力。

其他應(yīng)用在此不一一例舉，我們希望可以通過(guò)一些公開(kāi)的資源和平臺(tái)，提升自己的硬實(shí)力，并獲得相應(yīng)的回報(bào)。

FPGA工程師相比于IC設(shè)計(jì)工程師，可能會(huì)承擔(dān)更多的工作項(xiàng)，除了都非常關(guān)心具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、時(shí)序約束和資源利用等因素外，我們還需要了解系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法、架構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試和相關(guān)的算法知識(shí)。