FPGA作為一種高新技術(shù)，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，可以重復(fù)編程，開發(fā)周期較短，越來越受到電子愛好者的青睞，其應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及到了各行各業(yè)。因此，越來越多的學(xué)生或工程師都希望跨進(jìn)FPGA的大門掌握這門技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)上各種開發(fā)板、培訓(xùn)班更是多如牛毛，仿佛在告訴你不懂FPGA你就OUT啦。那么我們要玩轉(zhuǎn)FPGA必須具備哪些基礎(chǔ)知識呢？如何學(xué)習(xí)FPGA呢？下面我們慢慢道來。

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　　既然要玩轉(zhuǎn)FPGA，那我們首先最重要的當(dāng)然是要了解什么FPGA。FPGA（Field-ProgrammableGateArray），即現(xiàn)場可編程門陣列?？吹骄幊虄蓚€字碼農(nóng)就笑了，不就是編程嘛，那可是我們的強項。且慢，此編程非彼編程。一定要把FPGA的編程和軟件編程區(qū)分開來。

　　軟件的編程，處理器會逐條的把語言翻譯成各種控制信號，去控制內(nèi)部電路完成一個個運算或操作。那么FPGA的編程是怎么實現(xiàn)的呢？無論Altera家還是Xlinix家的FPGA，叫法有什么差異，基本單元都相似，都是由真值表和D觸發(fā)器構(gòu)成。改變真值表的值就改變了邏輯功能，再通過和D觸發(fā)器組合來實現(xiàn)任何時序邏輯。

　　所以我們對FPGA的編程，實際上就是去修改這些真值表和連接關(guān)系，使他們組成一張專門的真值表，去實現(xiàn)特定的功能。這和軟件編程一步步運行程序有本質(zhì)的區(qū)別。要想玩轉(zhuǎn)FPGA，就必須理解FPGA內(nèi)部的工作原理，學(xué)習(xí)如何利用這些單元實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯設(shè)計。

　　（二）正確理解HDL語言

　　HDL（HardwareDescripTIonLanguage），硬件描述語言。通過名稱我們能看出來，HDL語言是一種“描述”語言，這一點和C語言是有本質(zhì)區(qū)別的。正確理解描述的含義，對學(xué)好HDL語言很有幫助。HDL語言只是用文本的方式把硬件電路描述出來。我們在閱讀HDL程序的時候，在腦子里應(yīng)該能反映出一個完整的硬件電路結(jié)構(gòu)。

　　從另一方面說，我們在編寫HDL語言之前，就已經(jīng)對要實現(xiàn)的電路有清晰的概念。所以HDL語言只是一個描述我們頭腦中具體電路的工具，玩轉(zhuǎn)FPGA的根本不是語言而是邏輯電路設(shè)計。不要再糾結(jié)于我應(yīng)該學(xué)習(xí)VHDL還是Verilog，那種語言更好學(xué)這些問題。如果把學(xué)習(xí)FPGA的重點放在學(xué)習(xí)語言上，死記硬背一些語法，那自然是抓錯了重點。

　　語言在日常使用中會越用越熟練，不需要花很長的專門時間去學(xué)習(xí)。當(dāng)然一本好的參考資料可以隨時方便查詢會是很有幫助的。

　　（三）數(shù)字電路基礎(chǔ)

　　說到底，F(xiàn)PGA就是一堆數(shù)字邏輯組合在一起實現(xiàn)特定功能而已。所以數(shù)字電路基礎(chǔ)知識是根本。如果你連觸發(fā)器，組合電路，時序電路，競爭，毛刺等等基本概念還莫能兩可不清不楚的話，那玩轉(zhuǎn)FPGA只能是癡人說夢的幻想了。我們必須要好好的學(xué)好數(shù)字電路基礎(chǔ)這門課，基本的數(shù)字電路爛熟于心。

　　把這些基礎(chǔ)打牢固，再往更深的方向發(fā)展。什么時候能夠從抽象的算法中提煉算法的結(jié)構(gòu)，再分解成具體的模塊并通過硬件電路實現(xiàn)出來，這時候就算從菜鳥級別步入老鳥級別了。

　　（四）硬件設(shè)計思想

　　這一點應(yīng)該說是重中之重。學(xué)習(xí)FPGA，一定要有硬件設(shè)計思想。在軟件編程的時候，比如1秒鐘能實現(xiàn)5次乘法運算，那系統(tǒng)要求1秒鐘實現(xiàn)50次乘法運算怎么辦，我們會盡可能的優(yōu)化代碼，讓代碼更簡潔更高效，或者提高系統(tǒng)主頻，讓系統(tǒng)跑的更快。但是在FPGA里面我們不是這種思維方式。

　　在FPGA里實現(xiàn)一個乘法器不夠用，那我就實現(xiàn)兩個實現(xiàn)三個去滿足系統(tǒng)要求;我可以進(jìn)行流水線設(shè)計;串行運行方式不夠快了，我可以先串并轉(zhuǎn)換，再并行的做處理……只要FPGA的資源夠用，我可以充分利用資源去滿足系統(tǒng)要求。因為在我手里的就是一堆硬件資源，我要做的是把他們組合成一個好用的電路。

　　評價硬件描述語言寫的好壞的標(biāo)準(zhǔn)和其他軟件編程語言的標(biāo)準(zhǔn)是完全不同的。因此一定要摒棄軟件編程的一些固有思路，學(xué)會用硬件的方式去解決問題。時刻提醒自己正在設(shè)計的是一個電路，而不是一行行空洞的代碼。這是很多做軟件編程的人很難跨過的坎。

　　FPGA學(xué)了很久還在糾結(jié)到底是用if_else語句好呢還是用case語句好？而不能透過這些語句表面看到他們所具體代表的電路。只有建立了硬件設(shè)計思想，才有更深入學(xué)習(xí)FPGA的可能。

　　如何學(xué)習(xí)FPGA？

　　筆者經(jīng)常在FPGA相關(guān)技術(shù)論壇及FPGA技術(shù)交流QQ群解答初學(xué)者在學(xué)習(xí)過程中遇到的技術(shù)問題，發(fā)現(xiàn)很多初學(xué)者都是懷著浮躁的心態(tài)來學(xué)習(xí)FPGA，總是急于求成。

　　在學(xué)習(xí)FPGA設(shè)計技術(shù)的過程中，雖然剛開始學(xué)習(xí)熱情很高，但真正堅持下來一直到“學(xué)會”的卻寥寥無幾，除了學(xué)生個人毅力的因素外，另外一個重要的原因沒有好的學(xué)習(xí)教程的指引和缺乏正確的學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。

　　原本FPGA的學(xué)習(xí)門檻相對于單片機來說就高了不少，再加上缺少手把手系列的教程資料和正確的學(xué)習(xí)方法，這就給初學(xué)者學(xué)習(xí)FPGA增添了更多的困難，很多初學(xué)者因為找不到入門的方法而漸漸失去了學(xué)習(xí)FPGA的興趣和信心。

　　此系列教程主要分為FPGA開發(fā)工具的使用、verilog語言學(xué)習(xí)、FPGA底層硬件解讀、SDRAM讀寫控制、數(shù)字信號處理；

　　FPGA開發(fā)工具的使用：實例講解XILINX開發(fā)工具Vivado及GOWIN開發(fā)工具講解FPGA開發(fā)流程，幫助無FPGA開發(fā)經(jīng)驗工程師入門FPGA開發(fā)。因為要掌握FPGA這門技術(shù)，扎實的理論知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，購買一塊FPGA開發(fā)板，多動手練習(xí)實踐更顯得尤為重要。

　　verilog語言學(xué)習(xí)：主要讓初學(xué)者掌握硬件描述語言，結(jié)合具體項目實例，掌握verilog用于從門級到開關(guān)級的多種抽象設(shè)計層次的數(shù)字系統(tǒng)建模。通過本篇教程學(xué)習(xí)主要是讓初學(xué)者掌握verilog語言。

　　FPGA底層硬件解讀：結(jié)合XILINX及GOWIN等器件的對比分析，讓學(xué)員在了解硬件的底層結(jié)構(gòu)中掌握實際FPGA的特點、異同。

　　SDRAM讀寫控制：原廠實例講解FPGA，掌握讀寫操作與寫入命令等。同時，指導(dǎo)學(xué)員完成基于高云半導(dǎo)體“小蜜蜂”家族對SDRAM讀寫控制的熟練操作。

　　數(shù)字信號處理：結(jié)合實踐深入淺出地探討數(shù)字信號處理的基本概念及其應(yīng)用。包括表示、定點、截位等方法方式。

　　FPGA入門簡單精通難。要想入門，買一塊開發(fā)板跟著例程走一遍，其實打好了堅實的基礎(chǔ)后面才能一馬平川。