张利平总结的FPGA学习119个要点
fpga工程师基础知识
fpga工程师基础知识FPGA工程师基础知识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，被广泛应用于数字电路设计和开发中。
作为一名FPGA工程师，掌握基础知识是至关重要的。
本文将介绍FPGA工程师所需的基础知识，包括FPGA的概念、工作原理、开发流程以及相关工具和技术。
一、FPGA的概念FPGA是一种可编程逻辑器件，它由一系列可编程逻辑门、存储单元和输入/输出接口组成。
与传统的固定逻辑电路不同，FPGA可以根据用户的需求进行编程，实现各种功能和逻辑运算。
FPGA的灵活性使其成为数字电路设计和开发中的重要工具。
二、FPGA的工作原理FPGA的基本单元是可编程逻辑门，如与门、或门、非门等。
这些逻辑门可以通过编程连接起来，形成复杂的逻辑电路。
FPGA中的存储单元用于存储逻辑电路的状态和数据。
通过配置FPGA中的逻辑门和存储单元，可以实现所需的功能。
FPGA的工作原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 设计：首先，FPGA工程师需要使用HDL（硬件描述语言）如VHDL或Verilog来描述所需的逻辑电路。
设计包括逻辑电路的功能、输入输出接口和时序要求等。
2. 综合：设计完成后，需要使用综合工具将HDL代码转换为逻辑门级的表示。
综合工具将根据目标FPGA的特性和约束生成逻辑网表。
3. 布局与布线：在布局阶段，将逻辑网表映射到FPGA芯片的物理结构上。
在布线阶段，将逻辑网表中的逻辑门通过可编程连接资源连接起来。
4. 配置：配置是将设计好的逻辑电路下载到FPGA芯片上的过程。
FPGA芯片内部有一块非易失性存储器（通常是SRAM），用于存储逻辑电路的配置信息。
5. 运行：配置完成后，FPGA开始运行用户设计的逻辑电路。
FPGA 的输入和输出通过引脚与外部电路连接。
三、FPGA开发流程FPGA的开发流程通常包括以下几个步骤：1. 确定需求：明确所需的功能和性能要求。
fpga知识点汇总
fpga知识点汇总
FPGA（现场可编程门阵列）知识点汇总：
1.FPGA介绍：FPGA是一种现场可编程门阵列器件，主要由可编程逻
辑单元、程序存储器、数十种时序管理器等功能单元组成。
其主要作用为
根据用户程序对可编程逻辑单元进行编程，实现特定的功能。
2. FPGA架构：FPGA由一系列可编程逻辑单元（LE），互联资源（Interconnections）和I/O资源（Input/Output）组成。
3.FPGA的逻辑单元：FPGA逻辑单元是具有逻辑运算和存储能力的基
本单元。
不同的逻辑单元内部由不同的门电路组成。
4.FPGA的时序控制器：FPGA中的时序控制器包括时钟管理器、时序
控制器等，用于解决时序问题，保证FPGA内部各个功能单元的正确工作。
5.FPGA的资源开销：FPGA的资源开销指的是，编写FPGA程序时所需
要使用的逻辑单元、时序控制器等资源的数量。
过高的资源占用将导致设
计难度增加、延迟较大、功耗增大等问题。
6.FPGA的编程语言：FPGA的编程语言主要有HDL（硬件描述语言）
和硬件级别的编程语言。
其中HDL主要是为FPGA编程设计的，而硬件级
别的编程语言则更为底层、更接近硬件。
7.FPGA的应用领域：FPGA被广泛应用于数字信号处理、网络通信、
图像处理、视频处理、工业控制等各种领域。
8.FPGA的优缺点：FPGA的优点包括可重构性、低功耗、高灵活性、
快速开发等等；缺点包括设计难度较大、成本较高、对开发者要求较高等。
FPGA重点知识13条，助你构建完整“逻辑观”之一
FPGA重点知识13条，助你构建完整“逻辑观”之一来源：满天芯1、查找表 LUT 和编程方式第一部分：查找表 LUTFPGA 是在PAL、GAL、EPLD、CPLD 等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为 ASIC 领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。
由于FPGA 需要被反复烧写，它实现组合逻辑的基本结构不可能像 ASIC 那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。
查找表可以很好地满足这一要求，目前主流 FPGA 都采用了基于SRAM 工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA 采用Flash 或者熔丝与反熔丝工艺的查找表结构。
通过烧写文件改变查找表内容的方法来实现对 FPGA 的重复配置。
根据数字电路的基本知识可以知道，对于一个n 输入的逻辑运算，不管是与或非运算还是异或运算等等，最多只可能存在 2n 种结果。
所以如果事先将相应的结果存放于一个存贮单元，就相当于实现了与非门电路的功能。
FPGA 的原理也是如此，它通过烧写文件去配置查找表的内容，从而在相同的电路情况下实现了不同的逻辑功能。
查找表（Look-Up-Table）简称为LUT，LUT 本质上就是一个RAM。
目前 FPGA 中多使用 4 输入的 LUT，所以每一个 LUT 可以看成一个有 4 位地址线的的 RAM。
当用户通过原理图或 HDL 语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA 开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表（即结果）事先写入 RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。
下面给出一个 4 与门电路的例子来说明 LUT 实现逻辑功能的原理。
例 1-1：给出一个使用 LUT 实现 4 输入与门电路的真值表。
从中可以看到，LUT 具有和逻辑电路相同的功能。
实际上，LUT 具有更快的执行速度和更大的规模。
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学习笔记
函数：根据输入返回一个值，产生组合逻辑，可以使能其他函数，但不是其他任务，不能包括任何的时序控制声明，至少有一个输入变量，总是返回一个数值，不能输出或者inout变量；
任务：可以是组合或者寄存，可以使能其他任务或者函数，可以含有延时或者时序的声明，可以有零个或者更多的输入输出或者inout变量，返回零个或者更多的数值。
下面讨论特殊的情况，就是当这两个变量a,b位数不相等的时候；比如此时的
a=4'b1101;b=3'b100;求c=a&&b;或者c=a&b;
进过仿真后得出的结论是：c=a&&b;和上面的结论是一样的，只要a,b有一个为零，那么结果就是零，其他的全部是1 ！
c=a&b;结果是c=4'b01001，这个默认的方式是右对齐，同时将左边的补上0，然后每位进行与操作；
下面我将这个c定义为3位数，结果是c=3'b100;编译的结果显示：
Warning (10230): Verilog HDL assignment warning at function_exercise.v(19): truncated value with size 4 to match size of target (3)
- 块内的赋值语句同时赋值；
- b 的值被赋成新值 a 的操作, 是与块内其他
赋值语句同时完成的；
- 建议在可综合风格的模块中使用不阻塞赋值。
阻塞（blocking) 赋值语句 ( b = a)：
- 完成该赋值语句后才能做下一句的操作；
- b 的值立刻被赋成新值 a;
FPGA学习整理
FPGA学习整理学习收拾1. 必需清晰自己毕竟适合不适合做工程师，看看自己的性格特点，是不是特殊宁静，又耐得住孤独，由于FPGA工程师是一个很辛劳的工作,要不断地通过学习讨论提升自己的设计水平,而且工程师需要常常性的熬夜加班敲写代码,假如没有一种耐得住孤独的性格,FPGA工程师最好你不要去做.他不像作销售那样，动动嘴皮子就可以挣到大钱，FPGA工程师在初级阶段薪水也不会很高，但当你有了一定的工程阅历和项目阅历的时候，你的薪水自然就很很高了。
所以做FPGA工程师首要的一点，必需有一颗耐得住孤独的心。
2. 假如你认为你是一个可以宁静下来的人，那接下来就是要和机器打交道了。
你必需就像热爱打嬉戏一样热爱verilog，每个想学FPGA 的人你可以看看，把自己关在一个屋子里，除了吃饭睡觉外延续3天的时光就和verilog为伍，看看大家有没有这个定力，假如你没有这个定力，那么你耐不住孤独，那好你赶快去找你喜爱做的职业，假如你还行，那就开头艰苦的学习。
3. 建立操作环境，你必需千方百计安装了要用到的，ISE，II等操作软件，最好去网上下载，一次不可就两次，直到安装完成，由于越是你不简单安装上去，你就越珍惜，你就越可以很负责任的学习。
接下来就对比相关的教程认识各种软件，做各种小试验。
4. 接下来，可以找着verilog书自己看看，只要在校的高校生都可以看得懂，然后很仔细地作后面的各种练习。
一开头容易一点，当你可以自立的把I2C，CPU写出来的时候，那个时候就可以挣点小钱了，固然接下来还需要更多的提升和进展。
5. 对于我的书里的一些错误，无数读者来信反映，是由于我的稿是word，而出版用的是方正的飞腾，转换的时候会碰到一些问题。
假如大家有什么小的项目，跟着学一学，还是会渐渐的成长起来。
总之，FPGA工程师，是一个看起来是高薪，又十分艰苦的职业，假如第1页共2页。
fpga的基础知识之资源的使用
在探讨FPGA（现场可编程门阵列）的基础知识之资源的使用时，我们首先需要了解FPGA的基本概念和结构。
FPGA是一种集成电路，可以通过在现场编程中重新配置实现特定的功能。
它包含了一系列的可编程逻辑单元和存储单元，可以根据特定的应用重新配置其功能。
在FPGA的设计和开发过程中，资源的使用是一个非常重要的方面，它直接影响到FPGA系统的性能和功耗。
1. FPGA资源的种类FPGA的资源主要包括逻辑单元、存储单元和数学运算单元。
逻辑单元主要用于实现逻辑功能和算术运算，而存储单元则用于存储数据和中间结果。
数学运算单元则是用于实现高速的数学运算和信号处理。
在设计FPGA系统时，我们需要充分了解各种资源的特性和限制，以便合理地配置和使用这些资源。
2. 资源的使用与分配在FPGA系统设计中，资源的使用与分配是一个需要特别注意的问题。
我们需要合理地分配逻辑单元、存储单元和数学运算单元，以满足特定应用的功能需求。
在进行资源分配时，我们需要考虑系统的性能和功耗，并根据应用的特点进行合理的权衡。
3. 优化资源的使用在设计FPGA系统时，我们需要考虑如何优化资源的使用，以提高系统的性能和降低功耗。
优化资源的使用可以通过合理的逻辑设计、存储器设计和算法优化来实现。
我们还可以通过合理的时序设计和流水线设计来进一步优化资源的使用。
4. 个人观点与总结在FPGA的基础知识之资源的使用过程中，我们需要充分了解资源的种类、使用与分配以及优化方法，并结合特定的应用需求进行合理的设计和配置。
资源的使用直接影响到FPGA系统的性能和功耗，因此在设计过程中需要特别注意。
通过合理地配置和优化资源的使用，我们可以实现更高性能和更低功耗的FPGA系统。
FPGA的资源的使用是一个非常重要的问题，它直接关系到系统的性能和功耗。
在设计FPGA系统时，我们需要充分了解各种资源的特性和限制，并根据特定的应用需求进行合理的配置和优化。
只有这样，我们才能实现更高性能和更低功耗的FPGA系统。
FPGA知识重点
FPGA知识重点《硬件描述语言及FPGA设计》复习要点：一、名词解释⑴设计方法：自顶向下和自底向上，以自顶向下为主要设计。
综合：指的是将较高级抽象层次的设计描述自动转化外较低层次的描述过程。
1.EDA ：电子设计自动化2.HDL ：硬件描述语言SoC ：系统芯片4.ASIC ：专用集成电路5.PLD ：可编程逻辑器件6.CPLD ：复杂可编程逻辑器件7.FPGA ：现场可编程门阵列8.LUT ：查找表9.JTAG ：联合测试行动组10.ISP ：在系统编程11．IP核：完成某种功能的设计模块12．逻辑综合：将设计者在EDA平台上编辑输入的HDL文本、原理图或状态图描述，依据给定的硬件结构和约束控制条件进行编译、优化和转换，最终获得门级电路甚至更底层的电路描述网表文件的过程。
13．设计输入：将设计者所设计的电路以开发软件要求的某种形式表达出来，并输入到相应软件中的过程。
14.下载：把适配后生成的编程文件装入到PLD器件中的过程15．FSM: 有限状态机16．UDP：用户自定义17．NS：次态18．OL：输出逻辑二、填空1.EDA就是以计算机为工作平台，以为开发环境，以者为目标器件设计实现电路系统的一种技术。
2.在数字电路设计过程中，综合是将软件转化为硬件电路的关键步骤，是文字描述与硬件实现的一座桥梁。
3.通常，将对CPLD的下载称为编程，对FPGA中的SRAM进行直接下载的方式称配置。
4.仿真时是否考虑硬件延时分类，可分为仿真和时序仿真。
5.IP核主要包括硬核、固核和软核。
6.当前最流行的并且成为IEEE标准的硬件描述语言包括和。
7．当前EDA设计中普遍采用的方法是：自顶向下。
8.PLD按照编程工艺和编程元件可以分为、、用紫外线擦出、点编程方式的器件、EEPROM型、闪速存储器（Flash）型和采用静态存储器（SRAM）机构的器件9．简单PLD包括、、和四类。
10．PLD按不同的内部结构可分为基于乘积项结构的PLD器件和基于结构的PLD器件，前者的典型代表是CPLD ，后者的典型代是SRAM 。
(完整版)一个合格的FPGA工程师需要掌握哪些知识
一个合格的FPGA工程师需要掌握哪些知识？这里根据自己的一些心得总结一下，其他朋友可以补充啊。
1.Verilog语言及其于硬件电路之间的关系。
2.器件结构（最好熟练掌握Spartan3，Vertix4系列的器件结构，及其资源于Verilog行为描述方法的关系。
）。
3.开发工具（熟练掌握Synplify,Quartus，ISE,Modelsim)。
4.数字电路（组合电路，触发器，特别是D触发器构成分频器，奇数倍分频占空比为50%，时序电路，并且能用Verilog语言描叙。
）。
5.熟悉FPGA设计流程（仿真，综合，布局布线，时序分析）。
6.熟练掌握资源估算（特别是slice,lut,ram等资源的估算）。
7.同步设计原理。
8.熟练掌握基本概念（如建立时间，保持时间，流量（即所做FPGA设计的波特率）计算，延迟时间计算（所做FPGA设计），竞争冒险，消除毛刺的方法等等）。
9.具备具体设计经验（对应届生而言如毕业设计）。
10.良好的设计思路（流水线设计即熟称打拍子，在速率资源功耗之间的折中考虑）。
一个合格的FPGA工程师至少在以下三个方面的一个非常熟悉：1.嵌入式应用2.DSP应用3.高速收发器应用将自己的走过的弯路和总结的经验与大家分享一下，希望对您有一点点的参考价值。
首先从先从如何成为一个合格的设计者说起吧！初学者觉得一切都是挑战，一切都新鲜，不知从何处下手。
我总结了学习EDA逻辑设计的4个步骤，请拍砖！1。
首先，应该好好学习一下FPGA/CPLD的设计设计流程。
不要简单的以为就是设计输入－》仿真－》综合－》实现那么一回事，要抠细，要学精，要多问每个步骤的注意事项，区分相关步骤的联系和区别。
比如要搞清楚功能仿真、综合后仿真、Translate后仿真、Map 后的仿真、布局布线后仿真的作用都是什么，什么时候应该做，什么时候可以不做这些仿真！学习清楚了设计流程最大的好处就是有利于培养良好的EDA设计习惯，日后会受益非浅！2。
FPGA调试基础必学知识点
FPGA调试基础必学知识点
1. FPGA的基本概念和工作原理：了解FPGA的组成结构和工作流程，
包括可编程逻辑单元（CLB）、输入输出块（IOB）、时钟管理、布线
和时序控制等。
2. HDL（硬件描述语言）的编写和理解：学习使用HDL（如VHDL或Verilog）来描述FPGA的硬件逻辑，并能理解和分析HDL代码的功能。
3. 硬件仿真和验证：运用仿真工具（如ModelSim）对设计的硬件逻辑进行功能验证，包括创建仿真测试平台、编写仿真脚本和分析仿真结
果等。
4. FPGA开发工具的使用：掌握常用的FPGA开发工具，如Xilinx ISE、Altera Quartus等，了解其基本操作和调试功能。
5. FPGA时序分析和约束：学习时序分析的基本概念和方法，包括时钟频率、数据路径延迟等，并了解约束文件的编写和应用。
6. FPGA调试方法和技巧：熟悉FPGA调试的常见问题和解决方法，如
信号探测、时序分析、时序约束修正等。
7. JTAG接口和调试工具的使用：了解JTAG接口的基本原理，使用对
应的调试工具对FPGA进行调试和调试数据的读写。
8. FPGA性能优化和资源利用：学习设计高效的硬件逻辑和优化布局，提高FPGA的性能和资源利用率。
9. 外设和接口的使用：了解不同类型的外设和接口（如UART、SPI、
I2C等），学习如何与FPGA进行交互和通信。
10. 故障排除和错误修复：掌握常见的故障排除方法，如烧录错误、
时序不稳定、引脚冲突等，并能灵活应对修复错误。
FPGA学习笔记(书)
前序：1）可编程逻辑器件分类：2）简单可编程逻辑器件SPLD（包括：可编程制度存储器PROM、可编程逻辑阵列PLA、可编程阵列逻辑PAL、通用阵列逻辑GAL）3）复杂可编程逻辑器件CPLD4）现场可编程门阵列FPGA5）在系统可编程逻辑器件ISPVerilog数字设计教程（第二版）学习笔记：第一章、Verilog HDl语言基本知识1）Verilog HDl语言是一门硬件语言，用于数字电子系统设计。
允许设计者进行各种级别的逻辑设计，进行数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合。
Veilog HDl产生于1983年，有GDA公司首创。
2）Verilog HDl与VHDl的比较：都是用于逻辑设计的硬件描述语言，都成为了IEEE的标准，Verilog HDl的全名是VHSIC Hardware Description Language，而VHSIC是Very High Speed Integerated Circuit的缩写词，意为高速集成电路，故VHDL的准确中文名字是高速集成电路的硬件描述语言。
3）这几流程简介：自顶向下的设计的基本概念（书中的15页有介绍）层次管理的概念、使用的是模块的设计（包含设计开发和设计验证）、器件的优化和布局布线第二章、Verilog语法的基本概念1）一个简单的语句：always@(sl or a or b)表示的意义是，只要输入的是sl或a或b，其中若有一个变化时就执行下面的语句。
2）Verilog用于模块的测试，分成的模块主要有两个类型：一种就是为了让模块最终能生成电路的结构；第二种只是为了测试所设计电路的逻辑功能是否正确。
3）编写Verilog的时候要注意每一个模块都要进行端口的定义，并且要说明输入、输出端口，然后对模块的功能进行描述。
在Verilog语言中/* */和//代表注释，“·”表示被引用模块的端口。
第三章、模块的结构、数据类型、变量和今本运算符号第一个内容：1）Verilog基本设计的单元是“模块”，有两个部分组成描述接口和描述逻辑功能（定义输入是如何影响输出的），Verilog 程序包括4个主要部分：端口定义、I/O说明、内部信号声明和功能定义。
FPGA学习需要哪些东西？
FPGA学习需要哪些东西？作为一个FPGA初级工程师，分享一下我的经验，FPGA作为一个将设计者的设计方法实现的工具。
学习FPGA的最终目的，就是能够熟练应用并且在规定时间段内，设计出完美的时序逻辑电路。
我以为应该从以下六方面着手：一、数字电路等基础知识FPGA是一个可编程逻辑器件。
在学习FPGA之前，必须熟练掌握乃至精通数字电路的知识如：组合逻辑电路（译码器、编码器、逻辑门）、时序逻辑电路（RAM、ROM、触发器、计数器、FIFO、双口RAM等）、数制与编码（常用的几种编码格式尤其是独热码）、状态机、接口与、时序图（SPI、I2C、USB等）、波形图。
有些知识可能在开发时你容易忽略如，亚稳态、开关噪声（SSN）。
这些基础知识都要学习。
二、FPGA的内部结构了解FPGA内部结构，有助于方案器件选型与解决方案设计。
也是对FPGA器件使用的最基本要求。
三、FPGA的开发与调试FPGA开发包含开发工具和开发语言的选择。
开发FPGA的厂商很多，如Intel Altera，Xilinx等。
所以需要针对一门开发工具和仿真工具进行学习。
开发工具包含设计工具和仿真工具（如modelsim、QuestaSim）。
然后再根据不同的开发工具选择不同的开发流程。
具体工具入门可参考网上相关教程。
开发语言可选Verilog HDL 与VHDL 其中一种进行学习，随后根据需要可以再学习另一门语言。
语言学习时，需要注意编写规范。
FPGA的调试是比较复杂的一个过程，包含板级调试和算法调试。
算法调试必须借助JTAG调试接口与相关工具（逻辑分析仪、示波器、MATLAB）进行。
因此必须掌握JTAG、逻辑分析仪、示波器、MATLAB等相关工具使用。
四、FPGA的系统级设计如果未来准备从事板级类开发，就要学习FPGA外围硬件原理图。
涉及到电源设计（LDO、DC-DC）、接口电路（SPI、CAMISP、总线）、外设硬件（ADC、DAC、驱动器）、时钟模块等部分。
fpga设计知识点
fpga设计知识点FPGA（Field-Programmable Gate Array）可编程逻辑门阵列，是一种常见的数字电路设计技术。
通过编程，FPGA可以实现不同的逻辑功能，具有灵活性和可重构性。
在FPGA设计中，掌握一些基本的知识点对于设计人员来说是至关重要的。
本文将介绍一些常见的FPGA设计知识点，以帮助读者更好地理解和应用这项技术。
一. FPGA基础知识1. FPGA结构：FPGA由逻辑单元、可编程连接资源和输入/输出资源组成。
逻辑单元可以实现不同的逻辑功能，可编程连接资源用于连接逻辑单元，输入/输出资源用于与外部系统进行数据交互。
2. FPGA编程方式：FPGA的编程可以通过硬件描述语言（例如Verilog或VHDL）来实现。
设计人员可以使用这些语言描述电路功能和连接关系，并通过编译工具将其转换成FPGA可执行的位流文件。
3. FPGA开发工具：常见的FPGA开发工具包括Xilinx的Vivado和Intel的Quartus等。
这些开发工具提供了设计、仿真、综合、布局布线以及下载等功能，使得设计人员可以完成整个FPGA设计流程。
二. FPGA设计流程1. 电路分析和规划：在进行FPGA设计之前，需要对所需电路进行分析和规划。
这包括对电路功能、输入/输出要求以及时序等进行了解和定义。
2. 硬件描述语言编写：根据电路规划，使用硬件描述语言编写逻辑功能和连接关系的代码。
这一步需要熟悉硬件描述语言的语法和规范。
3. 仿真验证：使用仿真工具对编写的代码进行验证，确保设计的正确性和稳定性。
仿真还可以帮助发现潜在的时序和功能问题。
4. 综合和优化：将硬件描述语言代码通过综合工具转换成逻辑门级别的网表。
在此过程中，可以对电路进行优化，以减少资源占用和提高性能。
5. 布局布线：将逻辑门级别的网表映射到FPGA芯片中的逻辑块和可编程连接资源上。
布局布线工具负责生成适合FPGA架构的物理布局。
6. 下载和调试：将布局布线生成的结果下载到FPGA芯片中进行验证和调试。
FPGA基础知识ppt课件
CPLD器件结构
MAX7000 CPLD内部结构
宏单元
6
宏单元(乘积项)
与阵列
7
乘积项结构
或阵列
8
CPLD逻辑实现
实现原理 组合逻辑的输出(AND3的输出)为F， 则F=(A+B)*C*(!D)=A*C*!D + B*C*!D ；
PLD实现
9
FPGA
FPGA（Filed programmable gate device）：现 场可编程逻辑器件 FPGA基于查找表加触发器的结构，采用SRAM工 艺，也有采用flash或者反熔丝工艺；主要应用高 速、高密度大的数字电路设计； FPGA由可编程输入/输出单元、基本可编程逻辑 单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源（时钟/长 线/短线）、底层嵌入功能单元、内嵌专用的硬核 等组成； 目前市场上应用比较广泛的FPGA芯片主要来自 Altera与Xilinx。另外还有其它厂家的一些低端芯 片(Actel、Lattice)；
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基本可编程逻辑单元
由查找表(Look up table)触发器(FF)组成；
LUT一般是4输入查找表，高端器件（xilinx v5）采用LUT-6结构； LUT可看成4位地址线的16x1的RAM 结构
FF是可编程的触发器，可配置成同步/异步复位、同步/异步置位、 使能、装载等功能触发器；
a,b,c,d
时序仿真 将延时信息反注到网表中，再进行仿真，此时的 仿真已接近电路的实际工作情况；
下载调试 把生成的配置文件下载到FPGA中，进行实际的调 试；
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后仿真图示
FPGA厂家工具
测试数据
HDL 网表
SDF文件 标准延时文件
FPGA 基本单元 仿真模型
FPGA的学习及注意事项
FPGA的学习及注意事项1 基础问题FPGA的基础就是数字电路和HDL语言，想学好FPGA的人，建议床头都有一本数字电路的书，不管是哪个版本的，这个是基础，多了解也有助于形成硬件设计的思想。
在语言方面，建议初学者学习Verilog语言，VHDL语言语法规范严格，调试起来很慢，Verilog语言容易上手，而且，一般大型企业都是用Verilog语言。
2 EDA工具问题熟悉几个常用的就可以的，开发环境QuartusII ，或ISE 就可以了，这两个基本是相通的，会了哪一个，另外的那个也就很Easy了。
功能仿真建议使用Modelsim ，如果你是做芯片的，就可以学学别的仿真工具，做FPGA的，Modelsim就足够了。
综合工具一般用Synplify，初学先不用太关心这个，用Quartus综合就OK了。
3 硬件设计思想问题对于初学者，特别是从软件转过来的，设计的程序既费资源又速度慢，而且很有可能综合不了，这就要求我们熟悉一些固定模块的写法，可综合的模块很多书上都有，语言介绍上都有，不要想当然的用软件的思想去写硬件。
4 学习习惯问题FPGA学习要多练习，多仿真，signaltapII是很好的工具，可以看到每个信号的真实值，建议初学者一定要自己多动手，光看书是没用的。
关于英文文档问题，如果要学会Quartus II的所有功能，只要看它的handbook就可以了，很详细，对于IT行业的人，大部分知识来源都是英文文档，一定要耐心看，会从中收获很多的。
5 算法问题做FPGA的工程师，最后一般都是专攻算法了，这些基础知识都是顺手捏来的，如果你没有做好搞理论的准备，学FPGA始终只能停留在初级阶段上。
对于初学者，数字信号处理是基础，应该好好理解，往更深的方向，不用什么都学，根据你以后从事的方向，比如说通信、图像处理，雷达、声纳、导航定位等。
6 FPGA设计的注意事项不管你是一名逻辑设计师、硬件工程师或系统工程师，甚或拥有所有这些头衔，只要你在任何一种高速和多协议的复杂系统中使用了FPGA，你就很可能需要努力解决好器件配置、电源管理、IP集成、信号完整性和其他的一些关键设计问题。
异构计算FPGA基础知识
异构计算FPGA基础知识FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）是一种逻辑门阵列的集成电路，具有可编程的逻辑功能，在电子产品开发中有着广泛的应用。
相比于传统的专用集成电路（ASIC），FPGA具有更高的灵活性和可重配置性。
FPGA的基础知识包括其结构、工作原理和应用领域。
FPGA的结构主要由配置逻辑单元（Configurable Logic Blocks，CLB）、输入输出单元（Input/Output Blocks，IOB）和连接资源组成。
配置逻辑单元是FPGA的逻辑核心，用于实现各种逻辑功能。
输入输出单元用于与外部设备进行通信。
连接资源则用于连接各个配置逻辑单元和输入输出单元，以实现各个逻辑模块之间的通信。
FPGA的优点在于其可重复配置的性质，使得其在电子产品开发中具有广泛的应用。
首先，FPGA可以实现快速原型设计，缩短产品开发周期。
传统的硬件开发需要进行大量的设计、制造和测试，而FPGA可以通过软件配置逻辑实现，节省了很多时间和资源。
其次，FPGA具有高度灵活性，可以随时更改其功能，适应不同的需求变化。
此外，FPGA还具有较高的性能和功耗优化效果，可以满足不同应用的要求。
FPGA在电子产品开发中的应用非常广泛。
例如，在通信领域，FPGA可以用于实现各种协议的数据处理和转换，如以太网、USB、HDMI等。
在数字信号处理领域，FPGA可以用于音视频处理、图像处理等。
在控制系统中，FPGA可以实现复杂的控制算法和逻辑运算。
此外，FPGA还广泛应用于航天、军事、医疗设备等领域。
与ASIC相比，FPGA的缺点在于其相对较高的成本和较低的性能。
由于FPGA具有可编程性，其制造成本比ASIC要高，且相对性能较低。
因此，在一些需要高性能和大规模集成电路的应用中，ASIC更具优势。
总结起来，FPGA是一种具有可编程逻辑功能的集成电路，具有高度灵活性和可重复配置的特点，能够在电子产品开发中快速原型设计，满足多种应用需求。
FPGA复习要点整理
FPGA复习要点整理FPGA（可编程逻辑门阵列）是一种集成电路设备，可以根据用户的需要重建电子电路。
在FPGA中，可以通过对逻辑门进行编程来实现一些特定的功能。
在学习和使用FPGA时，以下是一些需要注意的重要点：1.FPGA的架构：FPGA的基本构成由大量的可编程逻辑单元（CLB）、输入/输出单元（IOB）和配置存储器构成。
可编程逻辑单元包含了逻辑门和存储器单元，用于实现逻辑功能和存储数据。
输入/输出单元则用于与外部设备的连接。
2. FPGA的编程语言：FPGA可以使用不同的编程语言进行编程，常见的有VHDL和Verilog。
这些编程语言可以描述逻辑电路的行为，包括信号传输、操作和存储。
学习和掌握这些编程语言是使用FPGA的基础。
3.数字电路设计：使用FPGA时，需要掌握数字电路设计的基本原理和方法。
这包括了逻辑门的设计、组合逻辑和时序逻辑的设计，以及状态机的设计。
数字电路的设计是FPGA编程的基础，需要熟练掌握。
5.时钟管理：FPGA中的逻辑电路是由时钟信号驱动的，需要合理地进行时钟管理。
这包括了时钟树的设计、时钟分频和时钟延迟的控制。
时钟管理对于确保电路的正确功能和性能至关重要。
6.时序约束：在FPGA设计中，时序约束是非常重要的，它定义了电路中不同元件之间的时序关系。
时序约束可以控制电路的性能，包括最大工作频率、时序违反和时序收敛等。
时序约束的编写需要对电路的时序特性有深入的理解。
7.FPGA的资源限制：FPGA设备有一定的资源限制，包括逻辑单元、存储单元、时钟资源和输入输出资源等。
在设计FPGA电路时，需要合理使用这些资源，以避免资源不足或浪费。
8.FPGA的调试和验证：在开发FPGA电路时，调试和验证是非常重要的。
常见的调试方法包括时序和功能仿真，以及使用实际的硬件进行调试。
验证FPGA电路的正确性和性能是保证设计质量的重要手段。
9.FPGA的优化：在设计FPGA电路时，需要对电路进行优化，以提高性能和资源利用率。
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FPGA学习119个要点--张利平1.FPGA不是编程语言，而是一种可综合的硬件描述语言。
2.Verilog支持两种进程initial和always进程3.阻塞与非阻塞指的相对于进程本身而言的。
4.使用进程模块的电路类型：组合电路-----对组合逻辑中使用的所有输入敏感例子：always@（a or b or sel）时序电路-----仅对时钟和控制信号敏感例子：always@（posedge clk or negedge clr）5.可以用case语句完成多路选择器的功能。
6.verilog中有两类子程序：函数和任务函数-----根据输入返回一个值-----产生组合逻辑-----用在表达式中：assign mult_out=mult(ina,inb);-----函数是组合逻辑，不能含有任何延时，事件，或者时序控制声明，至少有一个输入变量总是返回一个变量-----可以调用函数，但是不能调用任务。
任务-----可以是组合或者寄存器-----以声明的形式调用任务：stm_out（nxt,first,sel,filter）;-----与其他编程语言中的任务相似-----与函数不同任务不需要传递参数，而函数要传递参数-----可以调用任务和函数。
-----可以含有任何延时，事件，或者时序控制声明-----返回零个或者多个数值7.可综合的verilog语法子集是指用硬件可以实现的语法。
力求用最简单的语言实现最复杂的硬件电路。
8.硬件都有相应的输入输出的接口，或者是输入或者是输出，或者是输入输出。
9.reg型是指组合逻辑里面的一个寄存数据的，wire是组合逻辑里面的一条连线。
10.define定义了一个参数，在整个工程里面都是有效地。
parameter定义的一个参数只在这个文件里面进行适用的。
11.各种逻辑操作符，移位操作符，算术操作符大多是课综合的。
12.assign一般是只针对于组合逻辑，而always语句既可以用于组合逻辑又可以用于时序逻辑，always模块的敏感表，如果是电平，则为组合逻辑如果是沿信号posedge或者negedge则为时序逻辑。
13.begin-------end和C语言里面的{}是类似的。
14.for语句-----循环因为综合出来的结果可能比较浪费资源所以就一般用的比较少，但是在一些特定的设计中可以起到事半功倍的效果。
15.total logic element总共消耗的逻辑单元。
16.行为级仿真可以理解为功能仿真（前仿真）；布局布线后仿真可以理解为时序仿真（后仿真）17.第一个写的非常好的代码如下：注意其中clk_div_r和cnt为什么被定义成reg型的，并且对应的含义是什么module clkdiv(clk,rst_n,clk_div);input clk;//50MHzinput rst_n;//低电平复位信号output clk_div;//分频信号，连接到蜂鸣器//---------------------------------------------------reg[19:0]cnt;//分频计数器always@(posedge clk or negedge rst_n)//异步复位if(!rst_n)cnt<=20'd0;else cnt<=cnt+1'b1;//寄存器cnt20ms循环计数//----------------------------------------------------reg clk_div_r;//clk_div信号值寄存器always@(posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n)clk_div_r<=1'b0;else if(cnt==20'hfffff)clk_div_r<=~clk_div_r;//每20ms让clk_div_r值翻转一次assign clk_div=clk_div_r;endmodule18.时序逻辑中时钟和复位信号是必须的。
19.注意wire赋值的一个问题如下：wire[2:0]key_an=key_rst_r&(~key_rst)其相当于如下的一个赋值语句wire[2:0]key_an;assign key_an=key_rst_r&(~key_rst);其实现的效果是一样的。
此种方法为：脉冲边沿检测法20.实际工作中，除了描述仿真测试激励（Testbench）时使用for循环语句外，极少在RTL级编码中使用for循环，这是因为for循环会被综合器展开为所有变量情况的执行语句，每个变量独立占用寄存器资源，不能有效的复用硬件逻辑资源，造成巨大的浪费。
一般常用case语句代替。
21.FPGA一般触发器资源比较丰富，而CPLD组合逻辑资源更丰富。
22.异步电路和同步时序电路的区别异步电路:电路核心逻辑有用组合电路实现；??????异步时序电路的最大缺点是容易产生毛刺；??????不利于器件移植；??????不利于静态时序分析（STA）、验证设计时序性能。
同步时序电路:??????电路核心逻辑是用各种触发器实现；??????电路主要信号、输出信号等都是在某个时钟沿驱动触发器产生的；??????同步时序电路可以很好的避免毛刺；??????利于器件移植；利于静态时序分析（STA）、验证设计时序性能。
23.led_value_r;//LED值寄存器（可以理解为LED的输出寄存器）24.assign{led3,led2,led1,led0}=~led_value_r;//注意这个赋值语句的特点和优点所在。
25.注意在FPGA里面计数器计时到了，即计数器计数到某一位了，就相当于单片机里的延时的功能。
要求注意。
26.如下所示的是一个组合逻辑的功能实现的一个实例：always@(num)//注意着就是组合逻辑的实现，其中num一旦发生变化，那么对应的case语句就会执行。
case(num)//NUM值显示在两个数码管上4'h0:sm_dbr<=seg0;4'h1:sm_dbr<=seg1;4'h2:sm_dbr<=seg2;4'h3:sm_dbr<=seg3;4'h4:sm_dbr<=seg4;4'h5:sm_dbr<=seg5;4'h6:sm_dbr<=seg6;4'h7:sm_dbr<=seg7;4'h8:sm_dbr<=seg8;4'h9:sm_dbr<=seg9;4'ha:sm_dbr<=sega;4'hb:sm_dbr<=segb;4'hc:sm_dbr<=segc;4'hd:sm_dbr<=segd;4'he:sm_dbr<=sege;4'hf:sm_dbr<=segf;default:;endcase27.乘法器是众多数字系统中的基本模块。
从原理上说属于组合逻辑范畴；但从工程实际设计上来说，它往往会利用时序逻辑设计的方法来实现，属于时序逻辑的范畴。
28.一个基本的要求是能够把自己设计的乘法器应用到基本的工程应用实践中。
乘法器设计有两种方法，一种是组合逻辑设计，一种是时序逻辑设计。
29.利用时序逻辑来设计一个16位的乘法器，既然是利用时序逻辑来设计，那么就要利用时钟信号来控制乘法运算。
30.组合和时序的乘法器的比较：利用时序设计可以使整体设计具有流水线结构的特征，能适用在各种工程实践中。
31.注意理解乘法器的对应的速度。
32.这里设置了几个内部的寄存器：reg[15:0]areg;//乘数a寄存器reg[15:0]breg;//乘数b寄存器reg[31:0]yout_r;//乘积寄存器这里之所以设置成寄存器类型的是为了后面的完成相应的以为和累加的过程。
33.max232在传输电平的过程中如果传输数据没有开始前，则TX和RX是一直保持为高电平的。
34.SDRAM比较SRAM因为制造工艺的原因，SDRAM比SRAM的读写速度要慢一些，并且容量比SRAM 要大一些但是控制起来相对复杂，而且要不停的刷新。
SRAM控制起来相对简单，不需要定时进行刷新操作。
35.无论是读写一个对应的芯片还是自己编写一个IIC的通信协议：那么必须搞清楚的是时序图问题，即读写时序必须搞清楚。
36.对FPGA必须强势，没有退路。
37.HY57V641620ET-7是最常用的SDRAM容量是64M位宽是16位的。
38.注意FPGA进行代码下载时AS口是把代码配置到EPCS中，JTAG口不是配置到EPCS 中这一点要求要注意。
39.M4K指的就是4K bit的存储容量。
40.注意FPGA中存储器的设计。
存储器的工作原理是：存储器为每一个存储单元编写一个地址，因此，只有地址指定的那些存储单元才能够与公共的IO连接，然后进行存储数据的读/写操作。
通常存储器分为：只读存储器（ROM），随机存储器（RAM）顺序存储器和直接存储器。
41.只读存储器ROM：ROM是一种重要的时序逻辑存储电路，它的逻辑功能是在地址信号的选择下，从指定的存储单元中读取相应的数据。
ROM只能进行数据的读取，而不能修改或者写入新的数据。
42.注意PLL的对应一个对应的应用，PLL产生的时钟从频率和相位上都比较稳定，而且其时钟网络延时都比内部逻辑产生的分频时钟要小的多。
43.做顶层PPL，如果我们要看c0和c1的对应输出，哪怕是在仿真里面看其输出的对应结果也要求把c0c1定义成reg（寄存器）型，如果不作为输出，即如果作为另外两个always 语句的驱动时钟，那么就不用定义成寄存器类型的变量，而相应的其只是在内部起到连线、作用，那么就可以（必须）定义成wire型的变量。
44.要注意FPGA中总线和总线的操作。
45.通过加法器和乘法器等一些基本模块，讨论流水线的一些基本概念。
46.所谓流水线设计实际上就是把规模较大，层次较多的组合逻辑电路分为几个级，在每一级插入寄存器组并暂存中间数据。
K级的流水线就是从组合逻辑的输入到组合逻辑的输出恰好有K个寄存器组（分为K级，每一级都有一个寄存器组），上一级的输出是下一级的输入而且没有反馈的电路。
47.流水线设计在性能上的提高是以消耗较多的存储器资源为代价的。
48.流水线处理是提高组合逻辑设计的处理速度和吞吐量的最常用的手段。
49.流水线处理方式之所以能提高时钟频率，是因为复制了处理模块，它是面积换取速度思想的一种具体体现。
50.数字逻辑的门类千变万化，但就其本质而言，只有组合逻辑和时序逻辑两大类。