FPGA学习、发展方向---本人整理的。

FPＧA的学习流程ﻫ把你的专业与FPGA相结合,ﻫ如果你数学比较好,就可以去做算法ﻫ如果你通信方面比较好,就可以做通信方面的东西，

ﻫ如果你高频比较好，就可以做射频方面的东西,等等。

FＰＧＡ学习、发展方向

目前，在FPGA上有三种类型开发方法和应用方向:a、逻辑类应用b、软核类应用ｃ、DSP 类应用。ﻫ逻辑类应用我们接触的最早，也是FPＧA最初的应用领域,大的应用上,一些数字IC设计可以在FPGA做前期的功能验证,在通信领域,FPＧA做信号的编解码等等,小的应用上我们做的最多的实际是CＰＬD,完成信号的变换控制等等。

软核应用是前几年才兴起,现在热门的开发应用方法，在原本需要FPGA结合ＣPU的地方有

成本和灵活性优势。

FPＧA的DSP应用是非常有潜力的,性能优势非常明显。开发方法是用Maｔlａｂ的ｓimu ｌink中嵌入厂商的开发工具包,算法验证在Mａｔlab sｉmulｉnk工具下完成，在开发工具包的支持下生成HDL模块或者直接生成ＦPGA下载配置文件,这个方向是FPGA应用最有挑战能力领域。Matｈｗorkｓ公司不久前也推出了独立于FPGA厂商的Simulink HＤL Ｃo ｄeｒ工具，使的Ｍatlａb在数字系统设计领域迈出了坚实的一步,把Ｓimuｌink 模型和State ｆloｗ框图生成位真（Biｔ-Ture)、周期精确（Cyｃle-Accｕrａte）、可综合的Veｒｉｌｏｇ和VHDL代码，为Ｍatｌaｂsｉmｕlink用户提供了通往FPGA设计实现的直接通道。

培养目标

０1、了解ＦPGＡ工艺结构,掌握FPGＡ芯片选型原则与策略；

０2、精通FＰGA设计相关软件的使用方法及技巧；

０3、精通Ｖeｒiｌog ＨDＬ设计与仿真、针对FＰGＡ器件代码优化规则,建立ＲTL设计与电路实体的对应概念;

０４、掌握FPGA设计原则及常用IP模块的使用;

05、精通FＰGＡ四种常用操作技巧、静态时序分析技巧；

０6、掌握FＰGA基于MＡＴLAB/Simuｌiｎk、DSP Buｉlder等新型设计、验证工具的设计方法及技巧;

07、精通ＦPGA资源优化设计及低功耗设计;

0８、掌握基于FPＧＡ的接口互联系统设计；

09、ＦPＧA+DSP架构;

１0、掌握基于FPGA的图像视频处理设计;

1１、精通基于FPGA的SoＰC设计方法;

课程大纲第一阶段

第一部分FPGA设计流程

课程目标本课程主要介绍FPGA工艺结构、特点及FPＧA芯片选型策略、原则；掌握FPGA设计从ＲTL设计、功能仿真、综合等，直到在FＰＧＡ开发板上进行下载验证的设计流程;使学员掌握FPGA设计流程，对FPＧA设计有一个宏观认识。

第二部分Verilog HDL基础知识

课程目标本课程主要让学员掌握Verilog HDL的基本语法，能够进行较简单的ＲTL设计,同时,建立ＨＤL中逻辑运算符及RTＬ设计与电路实体的对应关系，深刻理解存储器工作原理及其设计方法，及三态端口控制、双向控制等，为后面的高级编程打好基础。

第三部分FPＧA开发环境

课程目标本章主要学习ＦPGA开发工具的使用:Modelｓｉm、Dｅbussy仿真调试工具、Synｐlifｙpro综合工具及FＰGA开发系统Ｑuaｒtｕｓ的使用方法及技巧，且在Quartｕs中集成调用Modeｌsｉm、Ｓyｎplifｙ等工具的方法;在上一章节完成RTL设计的基础上,完整进行FPGA设计所有流程,掌握FＰGＡ开发板下载、调试的方法和技巧。

第四部分系统时序分析及处理

课程目标本课程旨在让学员充分理解时序分析理论,能够解决在项目开发中所遇到的时序问题;且能够对跨时钟设计做出合理处理；能够精通时序分析工具的使用，使其能够设计出满足时序要求的逻辑电路。

第二阶段

第一部分Vｅrilog高级编码

课程目标本课程主要讲授Ｖerilog ＨDL流水线设计、同步状态机设计及系统函数、任务调用等高级编码知识，通过序列检测器、EEPROM读写器及RISＣCＰU 等由易至难的实验安排；同时,强化ＲTL设计与电路实体的对应关系，及针对FPGA器件的代码优化,使学员逐步掌握独立完成复杂逻辑设计的能力。

第二部分FPGA设计常用IP模块使用

课程目标本章课程主要内容为ＦＰＧA设计中常用IP模块的使用(单/双口RAM、DP ＲAM、FIFＯ、ROM及串行收发器等)的讲授，使学员在充分理解其结构及工作原理、时序的基础上,能够在实际工程开发中精通其使用。

第三部分FPGＡ设计原则与技巧

课程目标本课程主要讲授FPGA设计的一些原则(面积与速度平衡互换原则、硬件可实现原则及同步设计原则、低功耗设计原则等)及操作技巧(乒乓操作、串并转换、流水线操作及数据同步等)，使学员能够将这些原则及技巧应用到实际工程开发中；同时,本章将讲述加法器、乘法器、乘累加器、减法器及除法器在工程应用中的设计方法，在此基础上让学员完成常系数FIR滤波器设计；还要求学员掌握使用基于IＰ核的设计方法和流程。

第四部分新型FPGA设计工具使用

课程目标本章课程主要讲授FPGA基于ＭＡTLAB、Siｍulｉnk、ＤSＰBｕildｅr等新型设计、验证工具的设计方法及技巧，使学员能够利用这些新型开发工具更好地完成ＦPＧA设计。

第三阶段

第一部分基于FPＧＡ的通信接口设计及外围接口设计

课程目标ＦPＧA设计应用最为广泛的领域之一为接口互联，本章课程主要让学员掌握外设通信接口的设计方法:在教员演示下完成一种通信接口的设计；在教员指导下，独立完成其它通信接口设计,包括协议分析、完成设计文档、ＲTL 设计、FPＧA芯片选型等流程。

第二部分FPGA+DＳＰ

课程目标DSP应用是展示ＦPGA优势的最有效场合。通过本次课的学习,可以帮助学员掌握使用ＦPGA实现DSP的基本理论和实现方法。掌握针对DＳＰ的Ve ｒiｌog编程方法,实现如Ｃorｄic算法、ＦFＴIＰＣoｒe使用等经典内容。

第三部分基于FＰGA的图像视频处理

课程目标FPGA设计应用最为广泛的领域之一为图像与视频处理,本章内容有：图像和视频处理基础知识，使学员能够实现色彩空间变换、ＶＧA控制器、JPEG 编码基础、2D-ＤCＴ变换、视频处理体系及图像FIR滤波器设计与实现;视频降噪算法设计与实现,基于FＰGＡ的常用视频处理算法体系结构、边缘检测算法等。

第四阶段

第一部分SｏPC系统设计与应用

课程目标本章课程使学员熟练掌握参数化库LPM模块的使用;精通FPＧA中锁相环模块及SignａlTap的使用;精通ＳoＰCＢuｉlｄｅr的使用，能够用NｉｏsＩＩ软件集成开发环境ＩDE建立用户程序;掌握在NiosIＩ系统中融入自己所设计IP的技术。

毕业答辩毕业设计将设计并实现一个真实和完整FPGA项目的开发流程，涉及方向为通信、数据采集、软件无线电、图像与视频处理等方面。要求学员将前面所学知识融入运用到实际项目开发中，培养学员的团队开发和协同工作能力，强化学员完成标准设计文档能力,为以后的工作打下坚实基础。