FPGA的几点重要总结

3d大侠

<div><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;"><a href="http://www&#46;elecfans&#46;com/tags/fpga/" target="_blank" style="cursor: pointer; text-decoration-line: none; color: rgb(66, 152, 186); word-break: break-all;"><u>FPGA</u></a>编程语言为何叫硬件描述语言？     
   硬件即FPGA硬件，硬件描述语言，也就自然地告诉我们可以通过语言来描述FPGA内部硬件。如：用y=a&b来描述一个2输入的与门，用PLL来描述类似外部<a href="http://www&#46;elecfans&#46;com/tags/%E6%97%B6%E9%92%9F/" target="_blank" style="cursor: pointer; text-decoration-line: none; color: rgb(66, 152, 186); word-break: break-all;"><u>时钟</u></a>管理芯片。        因此，要想学好FPGA，你得用硬件的思维方式来编写代码，注重FPGA的系统结构设计，好的系统结构设计会带来质的飞跃，这就告诉我们RTL Coding其实是硬件结构设计，而非基于处理器架构的C语言程序开发，好的RTL Coding就是好的硬件结构。
2&#46;  FPGA设计是做串并操作的时序设计？      
  FPGA内部硬件之间的通信为多对多节点通信，不仅存在无先后顺序的并行逻辑，而且还存在先后顺序的串行逻辑，这和<a href="http://www&#46;elecfans&#46;com/tags/cpu/" target="_blank" style="cursor: pointer; text-decoration-line: none; color: rgb(66, 152, 186); word-break: break-all;"><u>CPU</u></a>基于指令的顺序执行逻辑完全不同，我们需要严格控制设计中各个信号之间的时间关系，以满足最终的时间上的需求，即时序要求。</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">因此，FPGA设计就是针对既有串行操作，又有并行操作的时序设计，即FPGA串并操作的时序设计。
3&#46;  FPGA串并操作，该如何理解？
a&#46;执行完A后再执行B；      
b&#46;A和B之间并行执行，且没有关联；      
c&#46;A和B之间并行执行，且开始时有先后顺序，即串行逻辑；        
d&#46;FPGA的复杂系统包含上述多种灵活组合，设计时需多多琢磨思考，合理设计。
4&#46;  FPGA内部最基本硬件结构LUT，你理解吗？        
LUT的原理很简单，就是把各种可能的结果存起来标个号，每次根据输入的号来输出结果。如：一位加法器有4种可能输入对应3种结果，就只需要做一张表格，把所有的输入和输出一一对应即可。</p><p align="center" style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;"><a href="http://file&#46;elecfans&#46;com/web1/M00/7B/9C/o4YBAFwB1ymADUxaAABXfp_Khhk930&#46;png" rel="lightbox-img" style="cursor: pointer; text-decoration-line: none; color: rgb(66, 152, 186); word-break: break-all;"><img alt="FPGA的几点重要总结" src="http://file&#46;elecfans&#46;com/web1/M00/7B/9C/o4YBAFwB1ymADUxaAABXfp_Khhk930&#46;png" style="vertical-align: middle; cursor: pointer; margin: 0px auto; display: block; max-width: 100%; border-radius: 2px; height: 208px; width: 500px;" /></a></p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">图1  LUT实现方式</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">理解了LUT原理，我们可以用相同的思想来实现DDS、简单乘法、简单三角函数等，有时可以大大省资源，因为毕竟FPGA最终都是有多个LUT级联+Reg+其它 来实现各种复杂的硬件电路。</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">5&#46;  
FPGA设计关键在于结构的设计，你同意吗？      
a&#46;首先，清楚FPGA的内部结构，基本结构为LUT；</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">b&#46;然后，按照功能、时钟域、串并操作、数据流和控制流来综合考虑系统的结构；</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;">c&#46;最后 ，根据面积、速度和功耗来不断优化系统结构，设计出最合理的系统结构。</p><p style="margin-bottom: 12px; padding: 0px; word-wrap: break-word; letter-spacing: 0&#46;5px; font-size: 16px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-indent: 2em; color: rgb(51, 51, 51) !important; line-height: 30px !important; font-family: "Microsoft yahei", 微软雅黑 !important;"><span style="color: rgb(153, 153, 153); font-family: 微软雅黑, "Microsoft Yahei", arial, helvetica, sans-serif; font-size: 13px; letter-spacing: normal; text-indent: 0px;">来源：电子发烧友网</span></p></div>

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诗与远方