不要把FPGA看成无法翻越的山峰

今天想和大家聊一聊FPGA的学习过程

特别是为什么很多人在学习FPGA的时候会觉得

FPGA很复杂

但FPGA不是不可逾越的山峰


一、不了解FPGA的内部结构和基本原理

当大家提到FPGA,很多人可能会直接联想到“编程”。一听到编程,脑海中就浮现出一堆代码,和写软件的感觉一样。

但其实,FPGA的编程和我们平时在电脑上写的程序差别可大了。FPGA的可编程性,实际上是通过一系列的0和1的编码来实现功能的。

FPGA内部的结构包括可编程逻辑单元、可编程连线和可编程模块。简单来说,可编程逻辑单元就是通过修改“真值表”来实现不同功能的单元。你可以想象成一个巨大的拼图,拼出不同的图案。

那么,为什么FPGA能编程呢?这背后其实是通过修改这些“真值表”的内部数据来实现的。

了解这些原理,是学习FPGA的基础。要是你对FPGA的内部结构一无所知,那学起来肯定会觉得迷茫。


二、错误理解HDL语言

HDL语言(硬件描述语言)这个词听上去很高大上,但其实它的主要作用是描述硬件,而不是设计硬件。许多初学者在学习HDL时,往往陷入一种误区,觉得只要写出代码,就能得到想要的硬件设计。

实际上,HDL语言只是把硬件电路的设计转化为文本形式,而真正的硬件设计在你动手写代码之前就应该完成。

FPGA的设计也是如此。你需要先有清晰的逻辑结构,然后通过HDL把它描述出来,最后交给EDA工具来完成细节。


三、FPGA的真正用途和应用场景

很多人以为FPGA只是给学微电子或者集成电路设计的学生用的,实际上FPGA是为设计电子系统的工程师准备的。

这些工程师通常利用FPGA来快速定义某个芯片,尤其是在现有芯片无法满足设计需求的时候。

FPGA的应用主要分为几个方向。首先是通信设备的高速接口设计。在这个领域,FPGA可以处理高速接口的协议,并完成高速的数据收发和交换。

其次是数字信号处理方向。这里面可不仅仅是处理一些简单的信号,FPGA在金融数据分析、医学数据分析等领域也有着越来越多的应用。

最后,片上系统(SOC/SOPC)方向。这个方向虽然涉及FPGA,但更多的是在FPGA上搭建嵌入式系统的底层硬件环境。


四、数字逻辑知识是根基

不论你打算在FPGA的哪个方向发展,数字逻辑知识都是必不可少的基础。如果连最基本的数字逻辑知识都不熟悉,学FPGA的过程就成了空谈。

数字逻辑是电气和电子工程专业的基础课程,大家在学习这门课程的时候,不能仅仅为了应付考试,而应该努力将其理解透彻。

总的来说,FPGA的学习就像下围棋,落子简单,但要成为真正的高手却需要时间和心血。

只要你抱着学习的心态,不断探索、不断实践,就一定能在FPGA的世界里找到属于自己的位置。


五、如何入门

FPGA的学习之旅可能充满挑战,但只要你从理解其内部结构、掌握HDL语言、拓宽应用背景以及打下数字逻辑基础入手,就能逐步实现从初学者到高手的跨越。