个人总结FPGA设计中Verilog编程的27条经验
FPGA实习报告
FPGA实习报告一、实习概况本次实习我进入了一家高科技公司,参与了FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)相关的项目。
通过与团队成员合作,我了解了FPGA的基本知识和应用,并在项目中完成了一些任务。
在这次实习中,我学到了很多东西,也发现了自己的不足之处。
二、FPGA介绍FPGA是一种可编程逻辑器件,与ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)相比,FPGA具有灵活性高、开发周期短等优点。
它可以根据需要进行编程,实现各种逻辑功能。
由于其广泛应用于通信、计算机、医疗等领域,我对FPGA技术充满了兴趣。
三、项目任务在本次实习中,我主要参与了一个数字信号处理项目。
具体任务如下:1. 学习FPGA编程语言:我首先学习了FPGA的编程语言,包括VHDL (VHSIC Hardware Description Language)和Verilog HDL(Hardware Description Language)。
这两种语言可以用于描述硬件电路,并在FPGA上实现。
3.进行性能优化:为了提高数字滤波器的性能,我进行了一系列优化工作。
首先,我对代码进行了优化,减少了资源占用和功耗。
同时,我对硬件设计进行了优化,使用并行计算等技术提高了滤波器的运算速度。
四、实习心得1.学到了很多知识:通过这次实习,我学到了很多关于FPGA的知识,包括编程语言、硬件设计、性能优化等方面。
这些知识对于我今后的学习和工作都有很大的帮助。
2.提高了动手能力:在项目中,我需要从零开始设计和实现一个数字滤波器。
通过不断的尝试和实践,我提高了自己的动手能力和解决问题的能力。
3.感受到了团队合作的重要性:在项目中,我和团队成员密切合作,共同解决了很多技术难题。
这让我意识到团队合作的重要性,团队的力量会比个人更加强大。
4.发现了自己的不足之处:在实习中,我发现了自己在硬件设计和性能优化方面的不足之处。
Verilog中的一些语法和技巧
Verilog中的⼀些语法和技巧1、.2、.3、Reg型的数据类型默认初始值为X。
reg型数据可以赋正值也可以赋负值,但是当⼀个reg型数据是⼀个表达式的操作数的时候,他的值被当做⽆符号数及正值。
4、在数据类型中?和Z均表⽰⾼阻态。
5、Reg型只表⽰被定义的信号将⽤在“always”模块内,并不是说reg型⼀定是寄存器或触发器的输出。
虽然reg型信号常常是寄存器或触发器的输出但是并不⼀定总是这样。
6、Verilog语⾔中没有多维数组的存在。
Memory型数据类型是通过扩展reg型数据的弟⼦和范围来⽣成的。
其格式如下reg[n-1:0]存储器名[m-1:0];7、在除法和取余的运算中结果的符号和第⼀个操作数的符号位是相同的。
8、不同长度的数据进⾏运算:两个长度不同的数据进⾏位运算时,系统会⾃动地将两者按有端对齐,位数少的操作数会在相应的⾼位⽤0填满以便连个操作数安慰进⾏操作。
9、= = =与!= = =和= =与!= =的区别:后者称为逻辑等是运算符,其结果是2个操作数的值决定的。
由于操作书中某些位可能不定值x和⾼阻态z结果可能是不定值x。
⽽ = = =和!= = =运算符对操作数的⽐较时对某些位的⾼阻态z和不定值x也进⾏⽐较,两个操作数必须完全⼀致,其结果才是1,否则是0.10、⾮阻塞和阻塞赋值⽅式:⾮阻塞赋值⽅式(如a<=b)上⾯语句所赋得变量值不能⽴即被下⾯语句所⽤,(2)快结束后才能完成这次赋值操作 3在编写克综合的时序逻辑模块时这是最常⽤的赋值⽅法。
阻塞赋值(如a=b)赋值语句执⾏完后,块才结束 2 b的值在赋值语句完成后⽴即执⾏ 3在时序逻辑使⽤中,可能产⽣意想不到的结果。
11、模块的描述⽅式:(RTL为寄存器传输级描述)“(1)数据流描述⽅式:数据流⾏描述主要⽤来描述组合功能,具体⽤“assign”连续赋值语句来实现。
分为两种a、显式连续赋值语句;连线型变量类型[连线型变量为快]连线型变量名Assign #(延时量)连线型变量名=赋值表达式;显式连续赋值语句包含了两条语句;第⼀条是对连线型变量的进⾏类型说明的说明语句;第⼆句是对这个已得到声明的连线型变量进⾏连续赋值语句。
FPGA经验之谈汇总
FPGA经验之谈汇总FPGA设计要点之一:时钟树对于FPGA来说,要尽可能避免异步设计,尽可能采用同步设计。
同步设计的第一个关键,也是关键中的关键,就是时钟树。
一个糟糕的时钟树,对FPGA设计来说,是一场无法弥补的灾难,是一个没有打好地基的大楼,崩溃是必然的。
具体一些的设计细则:1)尽可能采用单一时钟;2)如果有多个时钟域,一定要仔细划分,千万小心;3)跨时钟域的信号一定要做同步处理。
对于控制信号,可以采用双采样;对于数据信号,可以采用异步fifo。
需要注意的是,异步fifo 不是万能的,一个异步fifo也只能解决一定范围内的频差问题。
4)尽可能将FPGA内部的PLL、DLL利用起来,这会给你的设计带来大量的好处。
5)对于特殊的IO接口,需要仔细计算Tsu、Tco、Th,并利用PLL、DLL、DDIO、管脚可设置的delay等多种工具来实现。
简单对管脚进行Tsu、Tco、Th的约束往往是不行的。
FPGA设计要点之二:FSM关于上期的时钟树,可能说的不是很确切。
这里的时钟树实际上泛指时钟方案,主要是时钟域和PLL等的规划,一般情况下不牵扯到走线时延的详细计算(一般都走全局时钟网络和局部时钟网络,时延固定),和ASIC中的时钟树不一样。
对于ASIC,就必须对时钟网络的设计、布线、时延计算进行仔细的分析计算才行。
FSM:有限状态机。
这个可以说时逻辑设计的基础。
几乎稍微大一点的逻辑设计,几乎都能看得到FSM。
FSM分为moore型和merly型,moore型的状态迁移和变量无关,merly型则有关。
实际使用中大部分都采用merly型。
FSM通常有2种写法:单进程、双进程。
初学者往往喜欢单进程写法,格式如下:always @( posedge clk or posedge rst )beginif ( rst == 1'b1 )FSM_status <= ......;elsecase ( FSM_status )......;endcaseend简单的说,单进程FSM就是把所有的同步、异步处理都放入一个always中。
FPGA学习总结
FPGA学习总结FPGA(现场可编程门阵列)是一种数字电路开发和实现的工具,它提供了一种灵活的方式来设计和实现各种数字电路。
在我的FPGA学习过程中,我经历了以下几个方面的学习和实践:1.FPGA基础知识:在学习FPGA之前,我首先了解了FPGA的基本概念和原理。
我学习了FPGA的架构、时序和时钟设计、数字电路设计和综合等方面的知识。
这些基础知识为我深入学习和实践FPGA打下了坚实的基础。
2. FPGA开发工具的使用:我使用了常见的FPGA开发工具,如Vivado和Quartus。
这些工具提供了一种直观而强大的方式来设计和实现FPGA。
我学习了如何创建项目、添加模块、定义信号、综合和布局布线等操作。
通过不断的实践和尝试,我逐渐掌握了这些工具的使用。
3. Verilog和VHDL的学习:Verilog和VHDL是FPGA开发中常用的硬件描述语言。
通过学习这两种语言,我能够使用它们来描述和设计各种数字电路。
我掌握了如何使用这些语言来描述寄存器、组合逻辑、状态机等部件,并能够将它们综合成FPGA可实现的电路。
4.FPGA的应用实践:在学习了FPGA的基础知识和工具使用之后,我开始进行一些实际的应用实践。
我使用FPGA设计和实现了一些简单的电路,如计数器、加法器、乘法器等。
通过实践,我加深了对FPGA的理解,并增强了自己的设计和调试能力。
5.FPGA高级特性的学习:除了基础知识和工具使用外,我还学习了一些FPGA的高级特性,如时序分析、时钟域划分、并行数据传输和高速串行数据传输等。
这些特性在设计和实现一些高性能和复杂的电路时非常重要,我通过学习和实践,学会了如何正确地使用这些特性。
总结起来,FPGA学习是一个既有理论基础又注重实践和应用的过程。
通过学习FPGA,我更好地理解了数字电路的原理和设计,增强了自己的工程能力。
我学会了使用FPGA开发工具,掌握了Verilog和VHDL等硬件描述语言,实践了FPGA的设计和实现,并学习了一些高级特性。
fpga实训报告
fpga实训报告本报告旨在总结和分享我在FPGA实训课程中的学习和实践经验。
我将介绍我在实训过程中所遇到的挑战、学到的知识以及对未来发展的展望。
1. 概述FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,具有灵活性和可重构性,广泛应用于嵌入式系统、数字电路设计和计算机硬件加速等领域。
在本次实训中,我们团队学习了FPGA的基本原理和使用方法,并基于Verilog语言开发了几个具体的项目。
2. 实训内容2.1 FPGA基础知识我们首先学习了FPGA的基础知识,包括FPGA的结构和工作原理、FPGA开发流程、Verilog语言基础等。
通过理论学习和实际操作,我们对FPGA的内部结构和原理有了更深入的了解。
2.2 FPGA开发工具在实训中,我们使用了主流的FPGA开发工具。
通过熟练掌握这些工具的使用,我们能够进行FPGA的设计、仿真和下载等操作,为后续的实验项目做好准备。
2.3 FPGA实验项目在实训过程中,我们完成了多个FPGA实验项目,包括数字逻辑电路设计、时序电路设计、数码管显示、LED闪烁、有限状态机设计等。
通过这些项目,我们将理论知识应用到实际场景中,提高了自己的设计能力和实践能力。
3. 实训经验和收获3.1 团队合作在实训中,我们组成了小组合作完成各项实验项目。
通过合作,我们不仅学会了协作和沟通,还互相帮助解决问题,提高了团队凝聚力和协作能力。
3.2 动手实践FPGA实训的一个重要特点是强调实践操作。
通过大量的实验练习,我们不仅掌握了基本的FPGA开发技能,还了解了FPGA在各个领域中的广泛应用,并在实践中提高了自己的问题解决能力。
3.3 创新思维在一些项目中,我们需要设计和实现独特的功能,这要求我们发挥创新思维,灵活运用所学知识。
通过这个过程,我们培养了创新意识和解决实际问题的能力。
4. 未来展望通过FPGA实训的学习和实践,我对FPGA的应用和发展前景有了更深入的认识和理解。
verilog综合心得
综合:不可综合的运算符:= = = ,!= =,/(除法),%(取余数)。
1、不使用初始化语句。
2、不使用带有延时的描述。
3、不使用循环次数不确定的循环语句,如:forever、while等。
4、尽量采用同步方式设计电路。
5、除非是关键路径的设计,一般不调用门级元件来描述设计的方法,建议采用行为语句来完成设计。
6、用always过程块描述组合逻辑,应在信号敏感列表中列出所有的输入信号。
7、所有的内部寄存器都应该能够被复位,在使用FPGA实现设计时,应尽量使用器件的全局复位端作为系统总的复位。
8、在verilog模块中,任务(task)通常被综合成组合逻辑的形式,每个函数(function)在调用时通常也被综合为一个独立的组合电路模块。
9、用户自定义原语(UDP)是不可综合的,它只能用来建立门级元件的仿真模型。
移位运算符:Verilog HDL提供向右(>>)及向左(<<)两种运算符,运算符高位或地位一旦移出即予丢弃,其空缺的位则予以补零。
连续赋值语句(assign)、case语句、if…else语句都是可以综合的initial 语句内若包含有多个语句时,必须以begin end 作聚合;单一的初值赋值,因此并不需以begin end做聚合。
循环(Loops)并不能单独地在程序中存在,而必须在initial和always块中才能使用。
initial过程块中的语句仅执行一次,而always块中的语句是不断重复执行的。
编写顶层模块的注意事项每个端口除了要声明是输入、输出还是双向外,还要声明其数据类型,是连线型(wire)还是寄存器型(reg),如果没有声明则综合器默认为wire型。
1、输入和双向端口不能声明为寄存器型。
2、在测试模块中不需要定义端口。
编写testbentch所归纳的心得module 模块名称;将input 定义为reg;将output定义为wire;引用欲测试的module 别名initial begin设定reg 初始值endalways处理变化值endmodule在always 、initial 过程块内,被赋值的每一个信号都必须定义成寄存器型。
学习FPGA的几点心得五篇
学习FPGA的几点心得五篇第一篇:学习FPGA的几点心得1、首先要明白的是软件设计和逻辑设计的不同,并理解什么是硬件意识。
软件代码的执行是一个顺序的过程,编绎以后的机器码放在存储器里,等着CPU一条一条的取指并执行;因此软件设计中经常会带有顺序处理的思维。
而逻辑设计则不同,我们设计的是数字电路,它是由很多很多的与非门及D触发器构成的,上电之后所有与非门和D触发器都同时工作,不会因为A触发器的代码描述在B触发器之前A触发器就是先工作,事实上,RTL级代码的代码先后顺序在综合成网表文件后这种顺序就消失了,取代的是基本逻辑电路之间的互联关系描述;因此逻辑设计需要的是一种并发的思维,我们也需要用并发的思维去考虑电路的设计。
当然,我们设计的电路功能一般都有先后顺序的关系,如果这种顺序不能通过代码的先后顺序来实现,那么要怎么完成这一功能呢?在逻辑设计中,我们所说的先后顺序都是基于时间轴来实现:它的承载体就是时序逻辑,也就是那些触发器。
2、其次就是要熟悉基本电路的设计。
基本的电路不是很多,也就是D触发器、计数器、移位寄存器、状态机、多路选择器、译码器等几种,所有复杂的电路都可由这些基本的电路构成。
高手水平高的体现并不是他能写出一些很奇特的电路,相反,水平高是体现在他们总能将复杂的电路用这些很朴素的基本电路去描述。
甚至,你会发现他们的代码基本上是由if...else、case这些语句构成的,朴素的让你觉得奇怪。
初学者在入门的时候,对于基本电路的设计应该固定化、标准化,每种电路该用什么样的代码描述,应该要固定、统一,尽量少一些花哨的东西。
说来这里我举个例子。
以前有几个朋友因为仿真有问题请我帮忙找问题。
他们的代码写的很乱,出现了很多种稀奇古怪的电路,一看头都大了,只好建议他们按照标准的电路重新写下代码。
结果过了半天,他们就和我说问题不见了。
所以,高手们喜欢用简单的代码是有道理的,电路的标准化和规范化可以减少许多稀奇古怪的问题,问题少了他们也就能在别人加班的时候回家多睡回觉,呵呵。
FPGA设计的重要规范和经验精华
从大学时代第一次接触FPGA至今已有10多年的时间。
至今记得当初第一次在EDA实验平台上完成数字秒表,抢答器,密码锁等实验时,那个兴奋劲。
当时由于没有接触到HDL硬件描述语言,设计都是在MAX+plus II原理图环境下用74系列逻辑器件搭建起来的。
后来读研究生,工作陆陆续续也用过Quartus II,Foundation,ISE,Libero,并且学习了verilogHDL语言,学习的过程中也慢慢体会到verilog的妙用,原来一小段语言就能完成复杂的原理图设计,而且语言的移植性可操作性比原理图设计强很多。
工作过的朋友肯定知道,公司里是很强调规范的,特别是对于大的设计(无论软件还是硬件),不按照规范走几乎是不可实现的。
逻辑设计也是这样:如果不按规范做的话,过一个月后调试时发现有错,回头再看自己写的代码,估计很多信号功能都忘了,更不要说检错了;如果一个项目做了一半一个人走了,接班的估计得从头开始设计;如果需要在原来的版本基础上增加新功能,很可能也得从头来过,很难做到设计的可重用性。
在逻辑方面,我觉得比较重要的规范有这些:1.设计必须文档化。
要将设计思路,详细实现等写入文档,然后经过严格评审通过后才能进行下一步的工作。
这样做乍看起来很花时间,但是从整个项目过程来看,绝对要比一上来就写代码要节约时间,且这种做法可以使项目处于可控、可实现的状态。
2.代码规范。
如果在另一个设计中的时钟是40ns,复位周期不变,我们只需对CLK_PERIOD进行重新例化就行了,从而使得代码更加易于重用。
b.信号命名要规范化。
1)信号名一律小写,参数用大写。
2)对于低电平有效的信号结尾要用_n标记,如rst_n。
3)端口信号排列要统一,一个信号只占一行,最好按输入输出及从哪个模块来到哪个模块去的关系排列,这样在后期仿真验证找错时后方便很多。
4)一个模块尽量只用一个时钟,这里的一个模块是指一个module或者是一个entity。
fpga语法知识点总结
fpga语法知识点总结一、Verilog语言Verilog是一种硬件描述语言(HDL),用于描述数字电路和系统级设计。
在FPGA设计中,Verilog语言常常用于描述逻辑功能和时序控制。
Verilog语言包括模块、端口、信号声明、组合逻辑、时序逻辑、行为模拟等部分。
1. 模块:Verilog中的模块是一个最基本的组织单位,它类似于面向对象编程中的类。
每个模块都有自己的输入输出端口和内部逻辑实现。
在FPGA设计中,通常会设计多个模块来实现不同的功能,然后将这些模块连接起来,构成一个完整的系统。
2. 端口:在Verilog中,端口用于定义模块与外部环境的接口。
端口可以被定义为输入端口(input)、输出端口(output)、双向端口(inout)等,用于进行与外部信号的通信。
3. 信号声明:在Verilog中,信号用于传递逻辑信息。
信号可以是单个的位(bit)信号,也可以是多位(bus)信号。
在FPGA设计中,对信号的声明和使用是非常重要的,可以影响到设计的性能和资源占用。
4. 组合逻辑:组合逻辑是一种不含时钟的逻辑电路,其输出仅由输入决定。
在Verilog中,组合逻辑常常使用逻辑运算符和条件语句来描述。
5. 时序逻辑:时序逻辑是一种包含时钟信号的逻辑电路,其输出由时钟信号和输入信号共同决定。
在FPGA设计中,时序逻辑和时序约束非常重要,可以影响到设计的时序性能。
6. 行为模拟:行为模拟是一种用于验证设计功能和性能的技术。
在Verilog中,可以使用行为模拟语句来描述设计的行为,并进行仿真验证。
二、VHDL语言VHDL(VHSIC Hardware Description Language)是一种硬件描述语言,用于描述数字电路和系统级设计。
在FPGA设计中,VHDL语言和Verilog语言一样,用于描述逻辑功能和时序控制。
VHDL语言包括实体、端口、信号声明、组合逻辑、时序逻辑、行为模拟等部分。
1. 实体:在VHDL中,实体是描述一个硬件单元的基本描述。
fpga课程设计心得体会
fpga课程设计心得体会《FPGA 课程设计心得体会》在大学的学习生涯中,FPGA 课程设计无疑是一次极具挑战性和收获颇丰的经历。
通过这次课程设计,我不仅深入了解了 FPGA 的原理和应用,更在实践中提高了自己的逻辑思维能力和解决问题的能力。
课程伊始,对于 FPGA 这个概念,我只有一个模糊的认识。
只知道它是一种可编程的逻辑器件,可以实现各种复杂的数字电路功能。
然而,随着课程的推进,我逐渐揭开了它神秘的面纱。
在课程设计中,我们首先需要明确设计的目标和要求。
这就像是在大海航行前确定目的地一样重要。
我们的任务是设计一个具有特定功能的数字电路系统,例如一个简单的计数器、一个数字时钟或者一个通信协议的实现。
在确定了目标后,接下来就是进行系统的规划和模块的划分。
规划和模块划分是整个设计过程中至关重要的一步。
这需要我们对数字电路的知识有扎实的掌握,能够清晰地分析出系统的各个组成部分,并合理地将其划分为不同的模块。
每个模块都有其特定的功能,模块之间通过清晰的接口进行通信。
这样的划分不仅有助于提高设计的可读性和可维护性,也为后续的编码和调试工作打下了良好的基础。
在编码阶段,我们使用硬件描述语言(HDL)来实现各个模块的功能。
常见的 HDL 语言有 VHDL 和 Verilog。
对于初学者来说,选择一种适合自己的语言非常重要。
我选择了 Verilog 语言,因为它的语法相对简洁,更容易理解和上手。
在编写代码的过程中,需要时刻保持严谨的逻辑思维,每一行代码都要经过深思熟虑,确保其准确性和有效性。
一个小小的语法错误或者逻辑漏洞都可能导致整个系统无法正常工作。
调试是整个课程设计中最让人头疼但也最有成就感的环节。
当我们将编写好的代码下载到 FPGA 开发板上进行测试时,往往会出现各种各样的问题。
有时候是输出结果不符合预期,有时候是系统根本无法运行。
这时候就需要我们运用各种调试工具和技巧,逐行检查代码,分析信号的波形,找出问题的所在。
fpga实训报告
fpga实训报告FPGA实训报告FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,它可以在设计完成后进行现场编程,从而实现不同功能的硬件设计。
FPGA广泛应用于数字信号处理、计算机视觉、机器人控制等领域。
在FPGA的设计与开发过程中,实训是一种非常重要的学习方式。
本次FPGA实训主要是基于Verilog语言进行设计与开发,并使用Xilinx Vivado软件进行仿真和综合。
实训过程主要包括以下几个方面:一、FPGA基础知识学习在实训开始前,我们需要掌握FPGA的基础知识,包括FPGA的原理、结构、特点以及设计流程等。
在学习过程中,我们需要掌握Verilog语言的基础语法和常用模块设计,并了解FPGA开发工具的使用方法。
二、Verilog语言设计与编写在实训中,我们需要根据设计需求,使用Verilog语言进行FPGA 的开发。
在设计过程中,我们需要进行模块分析、状态机设计、时序分析等,同时需要保证代码的可读性、可维护性和可扩展性。
三、FPGA仿真与综合在完成代码编写后,我们需要使用Xilinx Vivado软件进行仿真和综合。
在仿真过程中,我们需要对代码进行模拟,并检查设计的正确性和时序约束是否满足。
在综合过程中,我们需要将代码翻译成FPGA可执行的位文件,并进行时序分析和资源利用率分析。
四、FPGA实现与调试在综合完成后,我们需要将位文件下载到FPGA芯片中,并进行调试和验证。
在调试过程中,我们需要使用示波器、逻辑分析仪等工具进行信号采集和调试,同时需要对设计进行优化和改进,以满足设计需求和性能要求。
总结:通过本次FPGA实训,我们掌握了FPGA的基础知识和Verilog语言的设计方法,同时了解了FPGA的设计流程和开发工具的使用方法。
在实训过程中,我们遇到了许多问题和挑战,但通过不断的调试和优化,我们最终完成了FPGA的设计和开发。
本次实训不仅提高了我们的实践能力和创新思维,同时也为我们今后从事FPGA相关工作打下了坚实的基础。
学FPGA感想(五篇材料)
学FPGA感想(五篇材料)第一篇:学FPGA感想回想起自己学FPGA,已经有一段时间了,从开始的茫然,到后来的疯狂看书,调电路,练习各种FPGA实例,到最后能独立完成项目,一路走来,感受颇多,拿出来和大家分享,顺便介绍下自己的一点经验所得,希望对初学者有所帮助。
废话不说了,下面进入正题,学习FPGA我主要经历了这么几个阶段:①、VHDL和Verilog语言的学习,熟悉VHDL和Verilog语言的各种语法。
②、FPGA的学习,熟悉QuartusII软件的各种功能,各种逻辑算法设计,接口模块(RS232,LCD,VGA,SPI,I2c,AD,DA等)的设计,时序分析,硬件优化等,大家可以先从简单的做起,复杂的电路一定要把芯片资料读懂,上面的时序分析一定要看明白,然后才能设计正确驱动。
③、NiosII的学习,熟悉NiosII的开发流程,熟悉开发软件(SOPC,NiosII IDE),了解NiosII的基本结构,编写NiosII C语言程序,调试板子各模块功能。
NiosII软件调试要很费时间,大家要耐的住厌烦,如果对软件不熟悉会出现很多问题,自己遇到问题和解决问题的过程,也就是大家进步的过程,大家可以把NiosII内嵌的各种功能调试一遍,最后再移植C8051、uCOSII操作系统和uCLinux操作系统,估计你已经很熟悉了NiosII了。
先来说说第一个阶段,现在主要的硬件描述语言有VHDL,Verilog两种,现在Verilog用的人越来越多,因为容易上手(与C语言语法比较类似),也更灵活,现在的IC设计基本都用Verilog。
但是VHDL也有自己的优点,VHDL语言设计的程序很长,因为他本身语言比较严谨,在欧美一些国家还是比较喜欢VHDL语言。
所以我希望大家对两种语言应该都比较熟悉。
我们的开发板上都尽量把这两种语言进行完善。
其中关于VHDL语言和Verilog HDL语言资料书很多,如果还没有入门的话,可以买一本相对通俗易懂和简单的书来看,书籍我们在这就不推荐了,因为市面上关于这两种语言的书很多。
fpga工程师年终总结
fpga工程师年终总结篇一:FPGA研发牛人心得总结FPGA研发之道FPGA是个什么玩意? FPGA是个什么玩意?首先来说:FPGA是一种器件。
其英文名 feild programable gate arry 。
很长,但不通俗。
通俗来说,是一种功能强大似乎无所不能的器件。
通常用于通信、络、图像处理、工业控制等不同领域的器件。
就像ARM、DSP等嵌入式器件一样,成为无数码农码工们情感倾泻而出的代码真正获得生命的地方。
只不过,一样的编程,却是不一样的思想。
嵌入式软件人员看到的是C。
而FPGA工程师看到是硬件描述语言,verilog或VHDL。
软件看到是函数、对象、重构。
FPGA工程师则是模块、流水、复用。
从现象上看,都是代码到下载程序再到硬件上运行。
不能只看现象而忽略本质。
FPGA 开发本质上是设计一颗IC,“**的身子,丫鬟的命”不是所有verilog/VHDL代码,都能获得青睐去流片成为真正的芯片,而更多的则成为运行在FPGA器件上,成为完成相同功能的替代品。
其实现的功能却一点也不逊色于百万身价流片的近亲。
从而成为独树一帜的行业。
FPGA开发的流程,是通过verilog/VHDL等硬件描述语言通过EDA工具编译、综合、布局布线成为下载文件,最终加载到FPGA器件中去,完成所实现的功能。
那硬件描述语言描述的是什么?这里描述的就是组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路就是大家所熟知的与门、或门、非门。
时序逻辑电路则是触发器。
数字芯片上绝大部分逻辑都是这两种逻辑实现的。
也就是基本上每个电子行业的人所学过的数字电路。
顺便说一下,感谢香农大师,在其硕士毕业论文就奠定了数字电路的的根基。
只不过在FPGA中,与或非的操作变成了查找表的操作。
于是所有的数字电路变成了查找表和寄存器,这就构成了FPGA的基础。
查找表负责逻辑实现,寄存器存储电路状态。
二者配合,双剑合璧,天衣无缝。
这是最初的FPGA的雏形。
现代FPGA内部出了查找表和寄存器之外,还有RAM块,用于存储大量的数据块,这是因为RAM块较寄存器来存储大量数据更能节省芯片实现的面积。
veriloghdl学习心得
竭诚为您提供优质文档/双击可除veriloghdl学习心得篇一:Verilog学习心得Verilog学习心得因为Verilog是一种硬件描述语言,所以在写Verilog语言时,首先要有所要写的module在硬件上如何实现的概念,而不是去想编译器如何去解释这个module.比如在决定是否使用reg定义时,要问问自己物理上是不是真正存在这个register,如果是,它的clock是什么?D端是什么?Q端是什么?有没有清零和置位?同步还是异步?再比如上面讨论的三态输出问题,首先想到的应该是在register的输出后面加一个三态门,而不是如何才能让编译器知道要“赋值”给一个信号为三态。
同样,Verilog 中没有“编译”的概念,而只有综合的概念。
写硬件描述语言的目的是为了综合,所以说要想写的好就要对综合器有很深的了解,这样写出来的代码才有效率。
曾经接触过motorola苏州设计中心的一位资深工程师,他忠告了一句:就是用verilog描述电路的时候,一定要清楚它实现的电路,很多人只顾学习verilog语言,而不熟悉它实现的电路,这是设计不出好的电路来的.一般写verilogcode时,对整个硬件的结构应该是很清楚了,最好有详细的电路图画出,时序问题等都应该考虑清楚了。
可以看着图直接写code。
要知道,最初Verilog是为了实现仿真而发明的.不可综合的Verilog语句也是很重要的.因为在实际设计电路时,除了要实现一个可综合的module外,你还要知道它的外围电路是怎样的,以及我的这个电路与这些外围电路能否协调工作.这些外围电路就可以用不可综合的语句来实现而不必管它是如何实现的.因为它们可能已经实际存在了,我仅是用它来模拟的.所以,在写verilog的时候应该要先明确我是用它来仿真的还是综合的.要是用来综合的话,就必须要严格地使用可综合的语句,而且不同的写法可能产生的电路会有很大差别,这时就要懂一些verilog综合方法的知识.就像前面说的,脑子里要有一个硬件的概念.特别是当综合报错时,就要想一想我这种写法能不能用硬件来实现,verilog毕竟还不是c,很多写法是不可实现的.要是这个module仅是用来仿真的,就要灵活得多了,这时你大可不必太在意硬件实现.只要满足它的语法,实现你要的功能就行了.有网友说关于#10clk=~clk的问题,虽然这种语句是不可综合的,但是在做simulation和verification是常常用它在testbench中来产生一个clock信号。
FPGA,学习心得体会
篇一:fpga学习心得大报告《fpga技术基础》学习报告--课程内容学习心得姓名:学号:年级专业:指导教师:瞿麟 201010401128 自动化101薛小军摘要从开始学fpga到现在粗略算来的话,已经有3个多月了,就目前而言,我并不确定自己算不算高手们所说的入门了,fpga学习总结。
但是不管现在的水平如何,现在就总结一下自己学习它的感受或一些认识吧。
关键词fpga de2板 quartusii软件 verilog语言引言fpga是什么?fpga现状?怎样学习fpga?fpga是现场可编程门阵列的简称,fpga的应用领域最初为通信领域,但目前,随着信息产业和微电子技术的发展,可编程逻辑嵌入式系统设计技术已经成为信息产业最热门的技术之一,应用范围遍及航空航天、医疗、通讯、网络通讯、安防、广播、汽车电子、工业、消费类市场、测量测试等多个热门领域。
并随着工艺的进步和技术的发展,向更多、更广泛的应用领域扩展。
越来越多的设计也开始以asic转向fpga, fpga正以各种电子产品的形式进入了我们日常生活的各个角落。
正文(1)掌握fpga的编程语言在学习一门技术之前我们往往从它的编程语言开始,如同学习单片机一样,我们从c语言开始入门,当掌握了c语言之后,开发单片机应用程序也就不是什么难事了。
学习fpga也是如此,fpga的编程语言有两种:vhdl和verilog,这两种语言都适合用于fpga的编程。
(2)fpga实验尤为重要除了学习编程语言以外,更重要的是实践,将自己设计的程序能够在真正的fpga里运行起来,这时我们需要选一块板子进行实验,我们选择使用de2板才进行试验。
初识de2开发板de2的资源de2的资源非常丰富,包括1. 核心的fpga芯片-cyclone ii 2c35 f672c6,从名称可以看出,它包含有35千个le,在altera的芯片系列中,不算最多,但也绝对够用。
altera下载控制芯片- epcs16以及usb-blaste对jtag的支持。
fpga课程设计心得体会
fpga课程设计心得体会FPGA(Flexible Programmable Gate Array)是一种先进的可编程逻辑芯片,通过在芯片内部重新配置逻辑门电路的连接关系,实现各种各样的功能。
在FPGA课程设计中,我深刻认识到了FPGA的强大功能和广泛应用,并得到了许多宝贵的经验和体会。
首先,FPGA课程设计让我深入了解了硬件描述语言。
在FPGA设计中,使用硬件描述语言(HDL)来描述电路的结构和行为,这是一项基础且重要的技能。
最常用的HDL是VHDL和Verilog,通过学习和应用这两种语言,我掌握了如何使用HDL来描述和实现各种电路功能。
其次,FPGA课程设计促使我熟悉了数字逻辑电路的设计与优化。
在FPGA设计过程中,需要对数字逻辑电路进行设计和优化,以实现所需的功能。
对于复杂的电路,我学会了使用状态机、流水线等技术进行分解和优化,以提高电路性能和降低功耗。
此外,FPGA课程设计还培养了我对系统设计和综合能力的提升。
在实际项目中,不仅需要设计单个模块,还需要将多个模块进行组合,构建一个完整的系统。
同时,还需要考虑信号延迟、时钟同步、时序约束等问题,确保系统的正确性和可靠性。
另外,FPGA课程设计中我也遇到了一些挑战与困难。
一方面,FPGA设计中的时序和时钟问题需要准确地掌握和处理,否则可能导致电路故障或性能不佳。
另一方面,FPGA设计所需的板级支持软件和设备文件也需要耐心地查找和配置,这对于初学者来说可能会有一定难度。
在解决这些困难的过程中,我学到了很多解决问题的方法和技巧。
通过与同学的交流和讨论,我不断积累经验,提高了解决问题的能力。
同时,我也更加明确了自己的学习方向和目标,对于将来在FPGA设计领域的发展有了更加清晰的规划。
总结而言,通过参与FPGA课程设计,我对FPGA的原理和应用有了更深入的了解,并积累了宝贵的实践经验。
我相信,这些经验和体会将会对我未来的学习和职业发展产生积极的影响。
fpga高级设计技巧
fpga高级设计技巧FPGA(现场可编程门阵列)的高级设计技巧包括以下几点:1. 时钟树设计:时钟树是FPGA设计中非常关键的部分,因为它决定了系统的运行速度和稳定性。
要遵循单一时钟、时钟域划分、跨时钟域信号同步处理等原则,并尽可能使用FPGA内部的PLL、DLL和MMCM等工具来产生时钟。
2. 面积与速度的平衡:面积和速度是FPGA设计的两个重要指标,它们之间需要达到平衡。
在满足设计时序要求的前提下,应尽量占用最小的芯片面积,或者在规定面积下使设计的时序余量更大、频率更高。
3. 异步设计避免:尽可能采用同步设计,因为异步设计可能导致时序问题和其他难以预料的问题。
4. 功能模块复用:如果一个设计有较大的时序余量,可以通过功能模块的复用来减少整个设计消耗的芯片面积。
5. 数据流串并转换与并行复制:如果设计的时序要求很高,无法达到设计频率,可以通过将数据流进行串并转换,并行复制多个操作模块,采取乒乓操作和串并转换的思想运行。
6. 充分理解硬件语言:深入理解硬件描述语言(如VHDL或Verilog)以及它们是如何映射到FPGA上的逻辑资源的。
这有助于更好地优化设计,使其更有效地使用FPGA的资源。
7. 代码优化:优化硬件描述语言代码以减少资源使用和提高性能。
这可能包括减少不必要的逻辑门、优化算法、使用流水线设计等。
8. 仿真和测试:在设计过程中进行充分的仿真和测试,确保设计的正确性和性能。
这可以尽早发现并修复问题,减少后期调试的时间和成本。
9. 工具的使用:利用FPGA厂商提供的EDA(电子设计自动化)工具进行设计、布局和布线。
这些工具通常包括一些高级特性,如时序分析、功耗分析、布局优化等。
10. 文档和规范编写:在设计过程中及时编写和更新文档,记录设计决策、模块接口、时序约束等重要信息。
这有助于维护设计的可读性和可维护性,方便后续的修改和扩展。
遵循这些高级技巧,可以帮助您更有效地进行FPGA设计,提高系统的性能、稳定性和可维护性。
fpga经验
首先说点基础知识:整个verilog中是以module为编写基本单元的,module不宜过大,目标是实现一些基本功能即可,module的层次不宜太深,一般3-5层即可,给module划分层次的原则是:实现最基本功能的为底层module ,然后中层是调用这些基本module,实现大的功能,最高层是系统级模块,统筹各大块之间端口连接,时序关系等。
在module内部编写中,最基本块是initial,always,以及assign块(此外还有一些UDP原语,在行为级暂且不谈),其他语句都要包含在这些块里面。
这其中,initial块是不可综合语句,可以用来编写testbench,这里面的内容在程序运行时只执行一次;assign语句是在不用寄存器的情况下直接编写组合逻辑;always块是最常用的块,其语法格式是always @(*);其中括号里称为敏感列表,即对于组合逻辑而言,必须是所实现逻辑的所有输入变量,意思是当组合逻辑的每一个变量发生变化,结果立刻发生变化(这与实际情况一致,对于任何组合逻辑,输入变化,输出立刻变化),对于时序逻辑,常为always @(posedge/negedge clk),指在时钟上升沿/下降沿到来时,输出才根据那一时刻的输入来决定输出结果。
关于task:这是前段时间论坛里讨论比较热的东西。
语法上说,task是比always低个等级,即task必须在always里面调用,task本身可以调用task,但不能调用module(module的调用是与always,initial,assign语句并列的,所以在这些语句中均不能直接调用module,只能采用给module端口送值的方法达到调用的目的)。
Task有什么用呢,个人觉得,用task来封装大的逻辑语句不错,使代码显得简单明了,这个对于testbench尤为有用,但在实际电路中用处不大,因为顺序调用task对于电路来说就是电路块的复制,顺序多次调用就是多次复制电路,资源会成倍增加,不能达到电路复用的目的,同时用task封装的纯逻辑代码会使得电路的周期变大,主频降低,不利于为了提高主频而采用的大逻辑切分的方法!编程思想:这一部分是我的心得体会,一般讲verilog的书肯定不会讲这个,因为这部分感觉的东西比较多,完全靠理解应用,没什么固定模式,呵呵,玄了点。
《FPGA开发实训》教学总结[5篇]
《FPGA开发实训》教学总结[5篇]第一篇:《FPGA开发实训》教学总结《FPGA开发实训》教学总结一、课程基本信息课程名称:FPGA开发实训课程类别:实践教学课学分:2 学时:32 授课教师:二、课程的教学节点第一部分:软件基础(8学时)1、quartus II软件的安装和使用,掌握程序编译综合下载2、modelsim和quartus II自带波形仿真软件的使用,实现验证设计是否正确3、signaltap使用,用于开发板在线调试,定位查找错误第二部分:设计基础(4学时)1、计数器设计2、ROM的IP核使用:掌握ROM IP核的配置过程及初始化方法,学会用MATLAB产生mif文件来初始化ROM。
第三部分:项目训练(20学时)1、基于FPGA的分频器设计掌握1Hz信号频率信号的产生、指示灯显示按,完成FPGA设计项目的制作,包括定方案、设计电路、仿真、下载到FPGA开发板、调试。
2、基于FPGA的PWM控制器的设计与实现掌握PWM 技术原理、按键控制及消抖实现,完成FPGA设计项目的制作,包括定方案、设计电路、仿真、下载到FPGA开发板、调试。
3、基于FPGA的多功能信号发生器的设计与实现掌握sin、cos三角函数运算、各波形逻辑设计、ROM的存储和控制、液晶和数码管显示,独立完成FPGA设计项目的制作,包括定方案、设计电路、仿真、下载到FPGA开发板、调试,并写出实践报告。
三、课程的改革方案1、传统FPGA实验,设计多停留在仿真模拟环节,该课程充分依托FPGA的Cyclone系列开发板,将FPGA设计的理论知识与实践结合,增加学生的实战调试经验。
2、设置有一定应用价值的实验项目,项目内容由深入浅,让学生自主完成,锻炼学生的自主学习能力,提高学生设计系统的能力,培养学生的工程意识。
3、考核依据学生的设计作品的基本功能和自主创新功能,并要求学生进行总结答辩和讨论,最终提交设计报告,提高学生的综合应用知识能力,激发其创新能力,提高总结表达能力。
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个人总结Verilog编程27条经验
1.强烈建议用同步设计;
2.在设计时总是记住时序问题;
3.在一个设计开始就要考虑到地电平或高电平复位、同步或异步复位、上升沿
或下降沿触发等问题,在所有模块中都要遵守它;
4.在不同的情况下用if和case,最好少用if的多层嵌套(1层或2层比较合
适,当在3层以上时,最好修改写法,因为这样不仅可以reduce area,而且可以获得好的timing);
5.在锁存一个信号或总线时要小心,对于整个design,尽量避免使用latch,
因为在DFT时很难test;
6.确信所有的信号被复位,在DFT时,所有的FlipFlop都是controllable;
7.永远不要再写入之前读取任何内部存储器(如SRAM);
8.从一个时钟到另一个不同的时钟传输数据时用数据缓冲,他工作像一个双时
钟FIFO(是异步的),可以用Async SRAM搭建Async FIFO;
9.在VHDL中二维数组可以使用,它是非常有用的。
在VERILOG中他仅仅可以使
用在测试模块中,不能被综合;
10.遵守register-in register-out规则;
11.像synopsys的DC的综合工具是非常稳定的,任何bugs都不会从综合工具中
产生
12.确保FPGA版本与ASIC的版本尽可能的相似,特别是SRAM类型,若版本一致
是最理想的,但是在工作中FPGA版本一般用FPGA自带的SRAM,ASIC版本一般用厂商提供的SRAM;
13.在嵌入式存储器中使用BIST;
14.虚单元和一些修正电路是必需的;
15.一些简单的测试电路也是需要的,经常在一个芯片中有许多测试模块;
16.除非低功耗不要用门控时钟,强烈建议不要在design中使用gate clock;
17.不要依靠脚本来保证设计。
但是在脚本中的一些好的约束能够起到更好的性
能(例如前向加法器);
18.如果时间充裕,通过时钟做一个多锁存器来取代用MUX;
19.不要用内部tri-state, ASIC需要总线保持器来处理内部tri-state,如IO
cell;
20.在top level中作pad insertion;
21.选择pad时要小心(如上拉能力,施密特触发器,5伏耐压等),选择合适的
IO cell;
22.小心由时钟偏差引起的问题;
23.不要试着产生半周期信号;
24.如果有很多函数要修正,请一个一个地作,修正一个函数检查一个函数;
25.在一个计算等式中排列每个信号的位数是一个好习惯,即使综合工具能做;
26.不要使用HDL提供的除法器;
27.削减不必要的时钟。
它会在设计和布局中引起很多麻烦,大多数FPGA有1-
4个专门的时钟通道;。